將燃料供應到具有再液化裝置和高壓天然氣噴射式發動機的海事結構的系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及用于將燃料供應到海事結構的系統，所述海事結構具有用于蒸發氣體的再液化裝置和高壓天然氣噴射式發動機，所述海事結構例如為安裝了曼恩電子氣體噴射式發動機的液化天然氣船，所述系統用于在將所述再液化裝置消耗的能量減到最少的同時，將燃料有效地供應到高壓天然氣噴射式發動機。根據本發明，提供用于將燃料供應到高壓天然氣噴射式發動機的系統，所述系統包括：蒸發氣體壓縮部分，用于從儲罐接收從儲罐產生的蒸發氣體，且壓縮所述蒸發氣體；再液化裝置，用于接收在所述蒸發壓縮部分中壓縮的蒸發氣體，且使所述蒸發氣體液化；高壓泵，用于壓縮所述液化蒸發氣體，所述液化蒸發氣體是在所述再液化裝置中液化；以及高壓氣化器，用于使所述高壓泵中壓縮的液化蒸發氣體氣化，其中用于將燃料供應到高壓天然氣噴射式發動機的系統更包括再冷凝器，所述再冷凝器安裝在所述高壓泵的上游位置，用于通過使用從所述儲罐供應的所述液化氣而再冷凝所產生的所述蒸發氣體的一部分或全部，且其中所述蒸發氣體壓縮部分在12到45巴下壓縮所述蒸發氣體，且其中所述蒸發氣體在通過所述蒸發壓縮部分加壓的壓力下液化。
【專利說明】將燃料供應到具有再液化裝置和高壓天然氣噴射式發動機的海事結構的系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統，且更明確地說，涉及具有蒸發氣體(boil-off gas, BOG)再液化設備和高壓天然氣噴射式發動機(例如,曼恩電子氣體噴射式(MAN Electronic-Gas Injection, ME-GI)發動機)的海事結構(例如,液化天然氣(liquefied natural gas, LNG)船)的燃料供應系統,其可將燃料有效地供應到高壓天然氣噴射式發動機且將BOG再液化設備中的能量消耗減到最少。
【背景技術】
[0002]最近，天然氣(例如，液化天然氣(LNG)或液化石油氣(liquefied petroleumgas, LPG))的消耗量在全世界迅速增長。液化氣以氣態通過岸上或海上輸氣管線輸送，或在以液化狀態儲存在液化氣船內的同時被輸送到遙遠的消耗地點。通過將天然氣或石油氣冷卻到低溫(在LNG的狀況下，約_163°C )而獲得液化氣(例如，LNG或LPG)。由于液化氣的體積與氣態相比顯著減小，因此液化氣非常適合于長距離海上輸送。
[0003]液化氣船經設計以裝載液化氣，在海洋上航行，且在岸上消耗地點卸載液化氣。為此，液化氣船包含可耐受液化氣的低溫的儲罐(也稱作“貨艙”)。
[0004]設有能夠儲存低溫液化氣的儲罐的海事結構的實例可包含例如液化氣船以及LNG再氣化船(LNG RV)等船只或例如LNG浮式儲存與再氣化單元(LNG FSRU)以及LNG浮式生產儲油裝置(LNG FPS0)等結構。
[0005]LNG RV為裝備有LNG再氣化設施的自行推進的可浮式液化氣船，且LNG FSRU為儲存從遠離陸地的海上的LNG船卸載的LNG且在必要時通過使LNG氣化來將LNG供應到海上消耗地點的海事結構。LNG FPSO為在海上精煉提取的LNG、在直接液化之后將LNG儲存在儲罐中且在必要時將LNG駁運到LNG船的海事結構。如本文中使用的術語“海事結構”為包含例如液化氣船以及LNG RV等船只與例如LNG FPSO以及LNG FSRU等結構的概念。
[0006]由于天然氣的液化溫度在環境壓力下為_163°C的低溫，因此在環境壓力下，即使當LNG的溫度稍高于_163°C時，LNG也很可能蒸發。在常規LNG船的狀況下，即使LNG儲罐熱絕緣，但外部熱仍持續傳遞到LNG。因此，在LNG通過LNG船輸送期間，LNG持續蒸發且蒸發氣體在LNG儲罐內產生。
[0007]所產生的天然氣可增大儲罐的內部壓力且因為船只的搖動而加速天然氣的流動，從而引起結構問題。因此，有必要抑制BOG的產生。
[0008]按照慣例，為了抑制液化氣船的儲罐內的BOG的產生，已單獨或組合地使用將BOG從儲罐排出且燃燒BOG的方法，將BOG從儲罐排出、通過再液化設備使BOG再液化以及使BOG回流到儲罐的方法，使用BOG作為船只的推進發動機的燃料的方法，以及通過將儲罐的內部壓力維持在高水準來抑制BOG的產生的方法。
[0009]在裝備有BOG再液化設備的常規海事結構的狀況下，將儲罐內部的BOG從儲罐排出且接著通過再液化設備再液化以便將儲罐的壓力維持在適當水準。在此狀況下，在再液化過程之前，BOG被壓縮到約4到8巴的低壓且接著被供應到再液化設備。壓縮的BOG在包含氮制冷循環的再液化設備中通過與冷卻到低溫的氮的熱交換而再液化，且液化BOG回流到儲罐。
[0010]BOG可被壓縮到高壓以便增大BOG再液化效率。然而，儲存在儲罐中的LNG維持在環境壓力狀態，且因此如果液化BOG的壓力過高，那么當BOG回流到儲罐時可產生閃發氣體。因此，盡管再液化效率低，但BOG需要被壓縮到約4到8巴的上述低壓。
[0011]按照慣例，如圖1所說明，將儲罐中產生的蒸發氣體(即，蒸發天然氣(naturalboil-off gas, NBOG))供應到BOG壓縮器且壓縮到約4到8巴的低壓。接著，將低壓BOG供應到使用氮氣作為制冷劑的再液化設備(第10-號韓國專利申請公開案的詳細描述揭露BOG在6.8巴下被壓縮，且第10-號韓國專利申請公開案(相關的第6，530，241號美國專利)的詳細描述揭露BOG在4.5巴下被壓縮)。閃發氣體可在BOG在再液化設備中液化(即，液化蒸發氣體(LBOG)回流到儲罐)時產生。因此，BOG壓縮器必須在低壓下壓縮B0G。
[0012]因此，根據典型的BOG處理方法，儲罐中產生的BOG通過再液化設備再液化且接著回流到儲罐。到現在為止，用于在BOG的再液化之后盡可能抑制閃發氣體產生的基本概念不是增大將要再液化的BOG的壓力。
[0013]BOG再液化設備使用在第W02007/117148號和第W02009/136793號國際專利公開案以及第10-和第10-號韓國專利申請公開案中揭露的氮制冷循環，且還使用其它混合制冷劑循環。如上所述，通常，常規BOG再液化設備通過將BOG壓縮到約4到8巴的壓力來使BOG再液化。而且，此項技術中眾所周知的是，將BOG壓縮到比上述壓力高的壓力在技術上是不適當的。這是因為如果BOG在高壓下再液化，那么在BOG稍后回流到儲罐之后，BOG的壓力降低到約環境壓力，且因此會產生大量閃發氣體(B0G)。
[0014]同時，由于氮制冷循環使用氮氣(N2)作為制冷劑，因此液化效率較低。而且，混合制冷劑循環使用混合有氮氣和碳氫化合物氣體的制冷劑作為制冷劑，穩定性較低。
[0015]更具體地說，船只的常規海上LNG再液化設備或海上設備通過實施渦輪膨脹機式氮逆布雷頓(Brayton)循環來使BOG再液化。常規岸上LNG液化設備通過使用混合制冷劑實施焦耳-湯姆遜(Joule-Thomson)制冷循環來使天然氣液化。用于海上LNG液化設備的氮逆布雷頓循環在設備的配置方面相對簡單且因此對于受限的船只或海上設備為有利的，但效率較低。用于岸上LNG液化設備的混合制冷劑焦耳-湯姆遜制冷循環具有相對高的效率，但在設備的配置方面較復雜，這是因為分離器需要用于在氣態和液態因為混合制冷劑的特征而共存時分離混合制冷劑。然而，此再液化方法仍得到廣泛使用。
[0016]此外，在裝備有經配置以儲存液化氣(例如，LNG)的儲罐的海事結構的狀況下，需要用于有效地處理在儲罐中持續產生的BOG以及抑制閃發氣體的產生的方法的擴展性研究和發展。

【發明內容】

[0017]技術問題
[0018]本發明的方面涉及燃料供應系統。具體地說，將液化氣儲罐中產生的BOG用作高壓天然氣噴射式發動機(例如，ME-GI發動機)的燃料。將BOG壓縮到高于常規溫度的中壓、再液化且接著供應到高壓天然氣噴射式發動機。安裝再冷凝器，且由再冷凝器將所產生的BOG的一部分再冷凝，以減小再液化設備上的負荷。因此，可將燃料有效地供應到高壓天然氣噴射式發動機，且將再液化設備的能量消耗減到最少。
[0019]本專利申請案的 申請人:開發了燃料供應技術，其中LNG通過高壓泵壓縮(泵送)、氣化且接著作為燃料來供應，而不是通過氣體壓縮來進行燃料供應，通過氣體壓縮來進行燃料供應是由曼恩比維柴油機有限公司(MAN B&ff Diesel Ltd)提出以作為用于高壓氣體噴射式發動機的常規燃料供應方法。本專利申請案的 申請人:在2007年5月8日在韓國提出專利申請(第10-號韓國專利申請案)，且此技術對于船主和曼恩比維柴油機有限公司非常珍貴。
[0020]漢姆沃斯燃氣系統有限公司(Hamworthy Gas Systems)對本專利申請案的 申請人:提出的上述技術略作修改且提出國際專利申請(第W02009/136793號國際專利公開案)。然而，即使在開發此技術之后，在此項技術中仍存在關于在液化BOG回流到儲罐時會產生閃發氣體的擔憂。因此，當使BOG再液化時，在低壓范圍(4到8巴)中壓縮B0G，且完全不考慮在比上述壓力范圍高的壓力下壓縮B0G。
[0021]當實際上應用LNG的高壓泵送的基本技術時，本專利申請案的 申請人:發現，在開發用于使用在LNG儲罐中產生的BOG作為燃料的技術的過程中，不同于用于通過將BOG壓縮到4到8巴的壓力來使BOG再液化的常規再液化技術，如果在比常規再液化壓力高的中壓范圍(12到45巴)中壓縮BOG且接著使BOG再液化，那么再液化中消耗的能量顯著減少。基于此發現，本專利申請案的 申請人:完成了本發明。
[0022]而且，本專利申請案的 申請人:發現，本發明具有以下優點:可減少經配置以將LNG (所述LNG在再液化之后在中壓范圍中被壓縮)壓縮到高壓的高壓泵的功率消耗；以及再液化能量顯著減少。此外，本專利申請案的 申請人:發現，本發明具有無需執行過冷卻(subcooling)的優點，這是因為BOG在再液化之后由高壓泵壓縮。
[0023]本文中首次揭露本發明的目標和效果。
[0024]技術解決方案
[0025]根據本發明的實施例，一種用于將燃料供應到高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統，包含:蒸發氣體(BOG)壓縮單元，經配置以接收并壓縮儲罐中產生的BOG ;再液化設備，經配置以接收由所述BOG壓縮單元壓縮的所述BOG并使所述BOG液化；高壓泵，經配置以壓縮由所述再液化設備產生的所述液化B0G;以及高壓氣化器，經配置以使由所述高壓泵壓縮的所述液化BOG氣化，且所述燃料供應系統的特征在于，所述燃料供應系統包含再冷凝器，所述再冷凝器安裝在所述高壓泵的上游側，且經配置以通過使用從所述儲罐接收的液化氣來使所述所產生的BOG的一部分或全部再冷凝，且所述BOG壓縮單元將BOG壓縮到約12到45巴的壓力，以使得所述BOG在所述BOG壓縮單元的壓縮壓力下液化。
[0026]所述燃料供應系統可更包含:增壓泵，安裝在所述再冷凝器與所述高壓泵之間。
[0027]所述燃料供應系統可更包含:熱交換器，經配置以在由所述BOG壓縮單元壓縮的所述BOG與由所述高壓泵壓縮的所述液化BOG之間交換熱，交換，以使得所述BOG被冷卻且供應到所述再液化設備和所述再冷凝器中的至少一者，且所述液化BOG被加熱且供應到所述高壓氣化器。
[0028]所述燃料供應系統可更包含:潛入泵，位于所述儲罐中以將儲存在所述儲罐中的LNG供應到所述再冷凝器。
[0029]所述燃料供應系統可更包含:增壓泵，經配置以將由所述潛入泵從所述儲罐排出的LNG壓縮到等于所述再冷凝器的內壓的壓力。
[0030]在所述燃料供應系統中，由所述BOG壓縮單元的多級壓縮器逐漸壓縮或已被所述BOG壓縮單元的多級壓縮器壓縮的BOG可通過BOG分支線分流且用于BOG消耗單元。
[0031]所述燃料供應系統可更包含:B0G旁通線，從所述BOG壓縮單元與所述再液化設備之間的BOG供應線分支，且與所述再冷凝器連接以通過繞過所述再液化設備將由所述BOG壓縮單元壓縮的所述BOG的一部分或全部直接供應到所述再冷凝器。
[0032]在所述燃料供應系統中，壓力控制閥可安裝在BOG旁通線處以控制所述再冷凝器的壓力。
[0033]根據本發明的燃料供應系統的燃料供應方法可減少BOG液化能量，這是因為BOG通過液化之前的BOG與氣化之前的液化BOG之間的熱交換來使液化BOG的液化能量再循環。而且，在壓縮液化氣儲罐中產生的BOG之前，可通過與壓縮BOG或再液化設備的氮制冷循環中加熱的氮制冷劑的熱交換來對儲罐中產生的BOG進行預熱。BOG的冷熱回收或預熱可使用第W02007/117148號和第W02009/136793號國際專利公開案、第10-號和第10-0929250號韓國專利申請公開案以及第0929250號韓國專利中揭露的技術。盡管本揭露中描述了從液化BOG進行的冷熱回收，但當液化BOG的量小于高壓天然氣噴射式發動機中所需的燃料的量時，可使用儲存在LNG儲罐中的LNG。在此狀況下，冷熱可從供應自LNG儲罐的LNG回收。
[0034]海事結構的實例可包含例如液化氣船和LNG RV等船只或例如LNG FSRU和LNGFPSO等結構。
[0035]燃料供應方法可在燃料供應期間將液化BOG全部供應到高壓天然氣噴射式發動機。也就是說，高壓天然氣噴射式發動機在海事結構的航行期間在相當長的時間段內可需要比LNG儲罐中產生的BOG的量多的燃料量。在此狀況下，將液化BOG全部供應到高壓天然氣噴射式發動機，進而在液化BOG回流到LNG儲罐時防止閃發氣體的產生。
[0036]根據本發明的另一方面，當高壓天然氣噴射式發動機在海事結構的航行期間需要比LNG儲罐中產生的BOG的量多的燃料量時，可將全部或相當大的量的BOG供應到高壓天然氣噴射式發動機。在此狀況下，如果燃料量不足，那么可使用儲存在LNG儲罐中的LNG作為燃料。
[0037]有利效果
[0038]本發明可提供高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統。具體地說，將液化氣儲罐中產生的BOG用作高壓天然氣噴射式發動機(例如，ME-GI發動機)的燃料。將BOG壓縮到高于常規溫度的中壓、再液化且接著供應到高壓天然氣噴射式發動機。安裝再冷凝器，且由再冷凝器將所產生的BOG的一部分再冷凝，以減小再液化設備上的負荷。
[0039]根據本發明的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統，可將燃料有效地供應到高壓天然氣噴射式發動機，且將再液化設備的能量消耗減到最少。
[0040]與將BOG壓縮到約4到8巴的低壓的現有技術形成對比，根據本發明的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統將BOG壓縮到約12到45巴的中壓且接著使其再液化。隨著BOG的壓力增大，液化能量減少。因此，再液化中消耗的液化能量可減少。[0041]而且，在根據本發明的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統中，由于BOG再液化中的BOG的壓力為比現有技術的壓力高的中壓，因此BOG的液化點升高。因此，施加到用于再液化的熱交換器的熱應力減小，且高壓氣化器的熱負荷減小，從而導致設備的大小減小。
[0042]而且，由于將壓縮到中壓的液化BOG壓縮到高壓，因此高壓泵的功率減小。
[0043]而且，在根據本發明的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統中，將不可燃混合制冷劑用作再液化設備的制冷劑以用于BOG再液化。因此，根據本發明的燃料供應方法比常規氮制冷循環有效，且可比常規混合制冷劑循環安全地使BOG再液化。
[0044]根據燃料供應系統的燃料供應方法可在高壓天然氣噴射式發動機的操作期間將液化BOG全部供應到高壓天然氣噴射式發動機。也就是說，高壓天然氣噴射式發動機在海事結構的航行期間在相當長的時間段內可需要比LNG儲罐中產生的BOG的量多的燃料量。在此狀況下，將液化BOG全部供應到高壓天然氣噴射式發動機，進而在液化BOG回流到LNG儲罐時防止閃發氣體的產生。而且，可顯著減少用于在液化BOG回流到LNG儲罐時減少閃發氣體產生的過冷卻消耗的能量。漢姆沃斯燃氣系統有限公司的常規第三代再液化設備(第W02007/117148號國際專利公開案中揭露的技術)將BOG壓縮到8巴的壓力且在_159°C的溫度下使BOG液化。在此狀況下，由于BOG的飽和溫度為約-149.5°C，因此BOG過冷卻約9到10°C。BOG需要過冷卻達此度數以便防止在液化BOG回流到LNG儲罐時產生閃發氣體。然而，由于液化BOG由高壓泵壓縮，同時液化BOG作為高壓天然氣噴射式發動機的燃料來供應，因此因增大的壓力而飽和的LBOG可在稍后穩定地維持過度冷卻狀態。因此，根據本發明，液化BOG可通過過度冷卻多達0.5到3°C，優選地約1°C (與對應壓力下的飽和溫度相t匕)而液化，且接著作為燃料來供應。
[0045]而且，在根據本發明的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統中，必要時，可安裝DFDE以使得在燃料供應到高壓天然氣噴射式發動機之后剩余的燃料或減壓期間產生的閃發氣體在用作DFDE的燃料的同時被消耗。也就是說，超過高壓天然氣噴射式發動機所需的燃料量的BOG可被壓縮到約4到8巴的壓力且從LNG儲罐直接供應到DFDE而無中壓再液化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1為說明根據現有技術的用于通過BOG再液化來處理BOG的方法的示意性框圖。
[0047]圖2為說明根據本發明的用于通過燃料供應來處理BOG的方法的示意性框圖。
[0048]圖3A為說明根據本發明的第一實施例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0049]圖3B為說明根據本發明的第一實施例的修改實例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0050]圖4A為說明根據本發明的不可燃混合制冷劑中含有的成分的冰點和沸點的曲線圖。
[0051]圖4B為說明碳氫化合物混合制冷劑中含有的成分的冰點和沸點的曲線圖。
[0052]圖4C為說明根據壓縮壓力的天然氣的液化溫度的曲線圖。[0053]圖5為說明構成不可燃混合制冷劑的成分的沸點的曲線圖。
[0054]圖6A到圖6C為說明BOG再液化設備使用氮氣制冷循環、不可燃混合制冷劑制冷循環以及單級混合制冷劑(single mixed refrigerant, SMR)制冷循環的狀況下的功率消耗的比較的曲線圖。
[0055]圖7A為說明根據本發明的第二實施例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0056]圖7B為說明根據本發明的第二實施例的修改實例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0057]圖8A為說明根據本發明的第三實施例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0058]圖SB為說明根據本發明的第三實施例的修改實例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0059]圖9A為說明根據本發明的第四實施例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0060]圖9B為說明根據本發明的第四實施例的修改實例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0061]圖1OA為說明根據本發明的第五實施例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0062]圖1OB為說明根據本發明的第五實施例的修改實例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0063]圖11為說明根據本發明的第六實施例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0064]圖12為說明根據本發明的第六實施例的第一修改實例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0065]圖13為說明根據本發明的第六實施例的第二修改實例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0066]圖14為說明根據本發明的第六實施例的第三修改實例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
[0067]圖15為說明根據本發明的第六實施例的第四修改實例的高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統的配置圖。
【具體實施方式】
[0068]下文將參看附圖更詳細地描述本發明的示范性實施例。然而，本發明可按不同形式體現且不應視為限于本文中闡述的實施例。而是，提供這些實施例以使得本揭露將為詳盡且完整的，且將向所屬領域的技術人員全面地傳達本發明的范圍。
[0069]國際海事組織(InternationalMaritime Organization, IMO)規定船舶的廢氣中的氮的氧化物(NOx)和硫的氧化物(SOx)的排放且還試圖規定二氧化碳(CO2)的排放。明確地說，氮的氧化物(NOx)和硫的氧化物(SOx)的規章的頒布是由國際防止船舶造成海洋污染(Prevention of Marine Pollution from Ships, MARP0L)公約在 1997 年提出的。在長達八年之后，所述公約符合實行要求且在2005年5月生效。目前，所述規章作為強制規定而為有效的。
[0070]因此，為了符合此規定，已引入多種方法來減少氮的氧化物(NOx)的排放。作為這些方法中的一者，已開發并使用用于LNG船的高壓天然氣噴射式發動機(例如，ME-GI發動機)。
[0071 ] 此ME-GI發動機可安裝在將LNG儲存在能夠耐受低溫的儲罐中的同時輸送LNG的海事結構(例如，LNG船)中。如本文中使用的術語“海事結構”包含例如LNG船和LNG RV等船只以及例如LNG FPSO和LNG FSRU等海上設備。在此狀況下，ME-GI發動機使用天然氣作為燃料且取決于其負荷而需要約150到400巴(絕對壓力)的高壓以用于氣體供應。
[0072]即使在裝備有高壓天然氣噴射式發動機(例如，ME-GI發動機)的海事結構的狀況下，仍需要再液化設備以用于處理LNG儲罐中產生的B0G。裝備有高壓天然氣噴射式發動機(例如，ME-GI發動機)以及用于處理BOG的再液化設備兩者的常規海事結構可在使BOG再液化且將液化BOG輸送到儲罐的同時選擇使用BOG作為燃料還是使用重質燃油(heavy fueloil, HF0)作為燃料，這取決于燃氣和燃油價格的改變以及廢氣的規章的力度。明確地說，當通過特殊規定的海洋區域時，可通過簡單地使LNG氣化來為海事結構供應燃料。另外，海事結構視為下一代環保發動機且具有高達50%的效率。因此，預期在不久的將來，海事結構將用作LNG船的主發動機。
[0073]圖2為說明根據本發明的燃料供應方法的示意性框圖。根據本發明的燃料供應方法，將儲罐中產生的BOG (B卩，NB0G)供應到BOG壓縮器且接著壓縮到約12到45巴的中壓。接著，將中壓BOG供應到使用混合制冷劑(例如，不可燃混合制冷劑、單級混合制冷劑(SMR)等)或氮氣作為制冷劑的再液化設備。在燃料供應系統中將再液化設備中再液化的B0G(SP，LBOG)壓縮到ME-GI發動機所需的壓力(例如，約400巴的高壓)且接著將其作為燃料供應到ME-GI發動機。根據本發明，由于從再液化設備供應到燃料供應系統的LBOG不會回流到儲罐，因此可防止閃發氣體的產生，而閃發氣體的產生是現有技術的問題。因此，BOG壓縮器可將BOG壓縮到中壓。
[0074]在本說明書中，“高壓”范圍表示約150到400巴的壓力，這是高壓天然氣噴射式發動機所需的燃料供應壓力。“中壓”范圍表示約12到45巴的壓力，這是BOG壓縮器13壓縮BOG的壓力。“低壓”范圍表示約4到8巴的壓力，這是在現有技術中壓縮BOG以用于供應到再液化設備的壓力。
[0075]與常規低壓再液化相比，在中壓范圍中壓縮之后進行再液化導致在使用氮制冷劑和不可燃混合制冷劑的圖6A和圖6B的狀況下以及使用SMR的圖6C的狀況下，再液化能量顯著減少。
[0076]圖6A和圖6B所示的數據是使用海西斯處理模型(Hysys process model)(由艾斯本技術有限公司(Aspentech)制造)獲得的結果。如從這些結果可見，在漢姆沃斯燃氣系統有限公司的使用氮氣作為制冷劑的第三代再液化設備(第W02007/117148號國際專利公開案中揭露的技術)的狀況下，當BOG壓縮器的壓力為8巴時，再液化所需的功率消耗為2，776千瓦，但當BOG壓縮器的壓力增大到12巴時，再液化所需的功率消耗迅速減少到2，500千瓦。而且，當BOG壓縮器的壓力為12巴或12巴以上時，再液化所需的功率消耗逐漸減少。
[0077]圖6C的曲線圖說明當將碳氫化合物SMR用作制冷劑時的功率消耗的變化。如從圖6C的結果可見，即使當SMR用作制冷劑時，與BOG壓縮器的壓力為8巴的狀況相比，再液化所需的功率消耗在BOG壓縮器的壓力為12巴的狀況下仍迅速減少。而且，當BOG壓縮器的壓力為12巴或12巴以上時，再液化所需的功率消耗逐漸減少。
[0078]按照液化壓力調整SMR的組成以實現效率優化，如下文表1所示。
[0079]表1
【權利要求】
1.一種用于將燃料供應到高壓天然氣噴射式發動機的燃料供應系統，包含:蒸發氣體(BOG)壓縮單元，經配置以接收并壓縮儲罐中產生的BOG;再液化設備，經配置以接收由所述BOG壓縮單元壓縮的所述BOG并使所述BOG液化；高壓泵，經配置以壓縮由所述再液化設備產生的所述液化BOG ；以及高壓氣化器，經配置以使由所述高壓泵壓縮的所述液化BOG氣化，且所述燃料供應系統的特征在于: 所述燃料供應系統包含再冷凝器，所述再冷凝器安裝在所述高壓泵的上游側，且經配置以通過使用從所述儲罐接收的液化氣來使所述所產生的BOG的一部分或全部再冷凝；且 所述BOG壓縮單元將BOG壓縮到約12到45的壓力，以使得所述BOG在所述BOG壓縮單元的壓縮壓力下液化。
2.根據權利要求1所述的燃料供應系統，更包括:增壓泵，安裝在所述再冷凝器與所述高壓泵之間。
3.根據權利要求1所述的燃料供應系統，更包括:熱交換器，經配置以在由所述BOG壓縮單元壓縮的所述BOG與由所述高壓泵壓縮的所述液化BOG之間交換熱，交換，以使得所述BOG被冷卻且供應到所述再液化設備和所述再冷凝器中的至少一者，且所述液化BOG被加熱且供應到所述高壓氣化器。
4.根據權利要求1所述的燃料供應系統，更包括:潛入泵，位于所述儲罐中以將儲存在所述儲罐中的LNG供應到所述再冷凝器。
5.根據權利要求4所述的燃料供應系統，更包括:增壓泵，經配置以將由所述潛入泵從所述儲罐排出的LNG壓縮到等于所述再冷凝器的內壓的壓力。
6.根據權利要求1所述的燃料供應系統，其中由所述BOG壓縮單元的多級壓縮器逐漸壓縮或已被所述BOG壓縮單元的多級壓縮器壓縮的BOG通過BOG分支線分流且用于BOG消耗單元中。
7.根據權利要求1所述的燃料供應系統，更包括:B0G旁通線，從所述BOG壓縮單元與所述再液化設備之間的BOG供應線分支，且與所述再冷凝器連接以通過繞過所述再液化設備將由所述BOG壓縮單元壓縮的所述BOG的一部分或全部直接供應到所述再冷凝器。
8.根據權利要求7所述的燃料供應系統，其中壓力控制閥安裝在所述BOG旁通線處以控制所述再冷凝器的壓力。
【文檔編號】F02M25/08GK103620202SQ201180069180
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2011年12月20日 優先權日:2011年3月11日
【發明者】鄭承敎, 鄭濟憲, 李正漢, 李成俊, 申鉉俊, 崔東圭 申請人:大宇造船海洋株式會社