用于向高压天然气喷射发动机供给燃料的方法和系统的制作方法【专利摘要】本发明涉及一种用于向高压天然气喷射发动机供给燃料的系统，即，例如，在使用ME-GI发动机的海洋结构中，其中从液化天然气储罐产生的蒸发气体在中压下被压缩，并且被再液化、在高压下被压缩、被气化，之后被供给到高压天然气喷射发动机中。根据本发明，所提供的用于向高压天然气喷射发动机供给燃料的系统包括：蒸发气体压缩部分，用于接收在用于储存液化气体的储罐中生成的蒸发气体，并且将其压缩；再液化装置，用于接收在所述蒸发气体压缩部分中压缩的蒸发气体，并使其液化；缓冲罐，用于接收在所述再液化装置中液化的蒸发气体，并将其分离成气体成分和液体成分；高压泵，用于从所述缓冲罐接收所述液体成分，并将其压缩；以及高压气化器，用于使在所述高压泵中被压缩的液体成分气化，并将其供给到所述高压天然气喷射发动机中，其中从所述缓冲罐供给到所述高压泵中的液体成分的压力为12至45bara（绝对压力）。【专利说明】用于向高压天然气喷射发动机供给燃料的方法和系统【
技术领域：
】[0001]本发明涉及一种用于高压天然气喷射发动机(high-pressurenaturalgasinjectionengine)的燃料供给系统和方法,更具体地说,涉及一种用于使用高压天然气喷射发动机的海洋结构的燃料供给系统和方法，例如，一种曼恩电子气体喷射(MANElectronic-GasInjection,ME-GI)发动机,其中在液化天然气(liquefiednaturalgas,LNG)储罐(storagetank)中生成的蒸发气体(BoilOffGas,BOG)被压缩至中压(mediumpressure)、被再液化、被压缩至高压、被气化，并之后被供给到高压天然气喷射发动机中。【
背景技术：
】[0002]最近,在世界各地,例如液化天然气(liquefiednaturalgas,LNG)或液化石油气(liquefiedpetroleumgas,LPG)之类的天然气的消耗已迅速增长。液化气体是通过陆上或海上的气体管道以气态输送的，或在将其以液态储存在液化气体运输船(liquefiedgascarrier)内时将其输送到较远的消耗地点。例如LNG或LPG之类的液化气体是通过将天然气或石油气冷却至低温度(在LNG的情况下，大约_163°C)而获取的。因为与气态相比液化气体的体积显著地减少，所以液化气体非常适合于长距离海洋运输。[0003]液化气体运输船被设计成用于装载液化气体、跨洋航行，并且在陆上消耗地点卸载液化气体。为此，液化气体运输船包含能够承受液化气体的低温度的储罐(也被称为“货舱(cargohold)”)。[0004]配备有能够储存低温液化气体的储罐的海洋结构(marinestructure)的实例可以包含船舶，如液化气体运输船与LNG再气化船(LNGRegasificationVessel,LNGRV)，或结构，如LNG浮式储存再气化单兀(LNGFloatingStorageandRegasificationUnit,LNGFSRU)与LNG浮式生产储存卸货装置(LNGFloating,Production,StorageandOff-loading,LNGFPS0)。[0005]LNGRV是配备有LNG再气化设备的自航式浮式液化气体运输船(self-propelled,floatableliquefiedgascarrier),而LNGFSRU是在远离陆地的海上存储从LNG运输船卸载的LNG的海洋结构，而且必要时通过将LNG气化来向海上消耗地点供给LNG。LNGFPSO这一海洋结构在海上精炼所萃取的LNG、在直接液化之后将LNG储存在储罐中，并且必要时将LNG转运到LNG运输船上。本文使用的术语“海洋结构”是一个包含例如液化气体运输船与LNGRV之类的船舶以及例如LNGFPSO与LNGFSRU之类的结构的概念。[0006]因为天然气的液化温度在环境压力下为_163°C的低温度，所以即使当LNG的温度在环境压力下稍高于_163°C时LNG也有可能会汽化。在常规LNG运输船的情况下，尽管LNG储罐是绝热的，但外部热量还是不断地传递到LNG中。因此，在LNG运输船运输LNG的过程中LNG不断地汽化，并且在LNG储罐内生成了蒸发气体(BoilOffGas,BOG)。[0007]生成的天然气可能增加储罐的内部压力，并且加速因船舶摇晃造成的天然气流动，从而导致结构性问题。因此，有必要抑制BOG的生成。[0008]常规地，为了抑制液化气体运输船的储罐中BOG的生成，已经单独或组合地使用了从储罐中排出BOG并燃烧BOG的方法，从储罐中排出B0G、通过再液化装置使BOG再液化并使BOG回到储罐的方法，将BOG用作船舶的推进发动机的燃料的方法，以及通过使储罐的内部压力维持在高水平上从而抑制BOG的生成的方法。[0009]在配备有BOG再液化装置的常规海洋结构的情况中，从储罐中排出储罐内的B0G，之后通过再液化装置将其再液化从而使储罐的压力维持在适当的水平上。在这个情况下，在再液化过程之前，BOG被压缩到大约4至Sbara的低压，之后被供给到再液化装置中。压缩BOG通过与再液化装置(包含氮制冷循环(nitrogenrefrigerationcycle))中被冷却至低温度的氮进行热交换从而被再液化，且经液化的BOG回到储罐中。[0010]BOG可以被压缩至一个高压，从而提高BOG再液化效率。然而，储存在储罐中的LNG被维持在环境压力状态下，且因此，如果液化BOG的压力过高，那么当BOG回到储罐中时可能会生成闪蒸气(flashgas)。因此，尽管再液化效率较低，BOG还是需要被压缩到上述大约4至8bara的低压。[0011]常规地，如图1所示，在储罐中生成的BOG(即天然蒸发气，naturalboil-offgas,NBOG)被供给到BOG压缩机中，并且之后被压缩到大约4至8bara的低压。之后，低压BOG被供给到使用氮气作为制冷剂的再液化装置中(韩国专利申请公开案号10-2006-0123675的详细说明揭示了BOG被压缩至大约6.8bara，且韩国专利申请公开案号10-2001-0089142(相关美国专利号6，530，241)的详细说明揭示了BOG被压缩至大约4.5bara)。当在再液化装置中被液化的BOG(即液化蒸发气体，liquefiednaturalgas,LBOG)回到储罐中时，可能生成闪蒸气。因此，BOG压缩机必须在低压下压缩B0G。[0012]结果，根据典型的BOG处理方法，通过再液化装置使在储罐中生成的BOG再液化，并且之后使其回到储罐中。到目前为止，在BOG的再液化之后尽可能地抑制闪蒸气的生成的基本概念是不去增加待再液化的BOG的压力。[0013]BOG再液化装置使用了在国际专利公开案号W02007/117148和W02009/136793以及韩国专利申请公开案号10-2006-0123675和10-2001-0089142中揭示的氮制冷循环，并且还使用了其它混合制冷剂循环。如上所述，通常，常规BOG再液化装置通过将BOG压缩到大约4至8bara的压力来使BOG再液化。而且，此项技术中众所周知的是,将BOG压缩至高于上述压力的压力在技术上是不合适的。这是因为如果BOG在高压下再液化，那么之后在BOG回到罐中时，BOG的压力降低至约为环境压力，且因此生成大量闪蒸气(B0G)。[0014]与此同时，由于氮制冷循环使用氮气(N2)作为制冷剂，因此液化效率较低。而且，混合制冷剂循环使用混合了氮气和烃气(hydrocarbongas)的制冷剂作为制冷剂,其稳定性较差。[0015]更确切地说，用于船舶或海上设备的常规海上LNG再液化装置通过实施涡轮膨胀机型氮逆布雷顿循环(turbo-expander-typenitrogenreverseBraytoncycle)而使BOG再液化。常规陆上LNG液化设备通过使用混合制冷剂实施焦耳-汤姆逊制冷循环(Joule-Thomsonrefrigerationcycle)从而使天然气液化。用于海上LNG液化装置的氮逆布雷顿循环在装置配置方面相对简单，且因此有利于受限的船舶或海上设备，但效率低。用于陆上LNG液化设备的混合制冷剂焦耳-汤姆逊制冷循环具有相对较高的效率，但装置配置复杂，因为在混合制冷剂的特征导致气态和液态共存时，需要用于分离混合制冷剂的分离器。然而，这样的再液化方法仍被广泛使用。[0016]此外，在配备有经配置以储存例如LNG之类的液化气体的储罐的海洋结构的情况下，对于高效地处理在储罐中连续生成的BOG并抑制闪蒸气的生成的方法，需要广泛的研究和发展。【
发明内容】[0017]技术问题[0018]本发明的一个方面是针对一种燃料供给系统和方法。确切地说，在液化气体储罐中生成的BOG被用作高压天然气喷射发动机的燃料，例如，ME-GI发动机。BOG被压缩至中压并在之后被再液化。液化BOG被压缩至高压、被气化，并在之后被供给到高压天然气喷射发动机中。[0019]本专利申请的申请人:开发了一种燃料供给技术，其中LNG被高压泵压缩(抽取)、被气化并之后作为燃料被供给，而非曼恩比维柴油机(MANB&ffDiesel)有限责任公司所提出的用于高压气体喷射发动机的作为常规燃料供给方法的通过气体压缩的燃料供给。本专利申请的申请人:在2007年5月8日在韩国提交了专利申请(韩国专利申请案号10-2007-0044727)，并且这项技术极大地帮助了船主们以及曼恩比维柴油机有限责任公司。[0020]汉姆沃斯燃气系统(Hamworthy)公司稍稍修改了由本专利申请的申请人:提出的上述技术，并且提交了国际专利申请(国际专利公开案号W02009/136793)。然而，即使在这种技术得到发展之后，此项技术中仍然关注于当液化BOG回到储罐时闪蒸气的生成。因此，当BOG再液化时，BOG在低压范围内(4至Sbara)被压缩，且完全没有考虑在高于上述压力范围的压力下的BOG的压缩。[0021]在实际应用用于LNG高压抽吸的基本技术时，本专利申请的申请人:发现，在开发将LNG储罐中生成的BOG用作燃料的技术的过程中，与通过将BOG压缩到4至8bara的压力使BOG再液化的常规再液化技术不同，如果在高于常规再液化压力的中压范围(12至45bara)下压缩BOG且之后进行再液化，那么再液化中消耗的能量显著降低。基于这样的发现，本专利申请的申请人:完成了本发明。[0022]而且，本专利申请的申请人:发现本发明具有可降低经配置以将LNG压缩至高压的高压泵的功率消耗的优点，其中LNG在再液化之后在中压范围下被压缩；以及极大地降低再液化能量的优点。此外，本专利申请的申请人:发现本发明具有无须执行过冷(subcooling)的优点，因为在再液化之后BOG被高压泵压缩。[0023]本文首次揭示了本发明的目的和效果。[0024]技术解决方案[0025]根据本发明的一个方面，用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统包含:蒸发气体(BOG)压缩单元，所述BOG压缩单元经配置以接收并压缩在储存液化气体的储罐中生成的B0G;再液化装置，所述再液化装置经配置以接收并液化由所述BOG压缩单元压缩的BOG;缓冲罐，所述缓冲罐经配置以从所述再液化装置接收液化BOG并且将经再液化的BOG分离成气体成分和液体成分；高压泵，所述高压泵经配置以从所述缓冲罐中接收所述液体成分并且压缩所述液体成分；以及高压气化器，所述高压气化器经配置以使被所述高压泵压缩的所述液体成分气化并且将气化液体成分供给到所述高压天然气喷射发动机中，其中从所述缓冲罐供给到所述高压泵中的所述液体成分的压力为12至45bara(绝对压力)。[0026]所述BOG压缩单元可以包含:一个或多个BOG压缩机，所述一个或多个BOG压缩机经配置以压缩BOG；以及一个或多个中间冷却器，所述一个或多个中间冷却器经配置以冷却在被所述BOG压缩机压缩时温度上升的B0G。[0027]所述再液化装置可以包含:冷箱，所述冷箱经配置以使通过与制冷剂进行热交换而被压缩并由所述BOG压缩单元供给的BOG再液化；制冷剂气液分离器，所述制冷剂气液分离器经配置以将被所述冷箱加热并部分气化的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂；制冷剂压缩机，所述制冷剂压缩机经配置以压缩被所述制冷剂气液分离器分离的所述气体制冷剂；制冷剂冷却器，所述制冷剂冷却器经配置以冷却被所述制冷剂压缩机压缩的制冷剂；制冷剂膨胀阀，所述制冷剂膨胀阀经配置以通过使由所述制冷剂压缩机压缩并由所述制冷剂冷却器冷却的制冷剂膨胀来降低制冷剂的温度；以及制冷剂泵，所述制冷剂泵经配置以向所述制冷剂膨胀阀供给由所述制冷剂气液分离器分离的所述液体制冷剂。[0028]所述燃料供给系统可以进一步包含LBOG回流管线，所述LBOG回流管线经配置以用于在所述高压天然气喷射发动机上的负载降低时或在所述储罐中生成过量的BOG时，使从所述缓冲罐供给到所述高压泵中的BOG的一部分回到所述储罐中。[0029]所述燃料供给系统可以进一步包含LBOG膨胀阀，所述膨胀阀安装在所述LBOG回流管线上，并经配置以使液化BOG减压。[0030]所述的燃料供给系统可以进一步包含LBOG气液分离器，所述LBOG气液分离器经配置以将减压过程中生成的包含闪蒸气的BOG分离成液体成分和气体成分，并且仅使所述液体成分回到所述储罐中。[0031]所述燃料供给系统可以进一步包含LNG供给泵和LNG供给管线，所述LNG供给泵和LNG供给管线经安装从而当所述再液化装置不运作时或在所述储罐中生成的BOG的量小于所述高压天然气喷射发动机中消耗的BOG的量时，储存在所述储罐中的LNG被供给到所述缓冲罐中。[0032]根据本发明的另一个方面，用于高压天然气喷射发动机的燃料供给方法包含:从储iiS中排出在所述储te中生成的B0G,并且压缩排出的BOG；[0033]通过冷却被压缩的BOG使BOG再液化；将经再液化的BOG分离成气体成分和液体成分；以及将分离的液体成分压缩至高压、使被压缩的液体成分气化，并且将气化液体成分供给到所述高压天然气喷射发动机中，其中分离的液体成分的压力为12至45bara。[0034]因为BOG通过液化之前的BOG与气化之前的液化BOG之间的热交换，从而再循环利用液化BOG的液化能量，根据本发明的燃料供给方法可以降低BOG液化能量。而且，在压缩液化气体储罐中生成的BOG之前，可以通过与压缩BOG或在再液化装置的氮制冷循环中被加热的氮制冷剂进行热交换，从而预热储罐中生成的BOG。BOG的冷热回收或预热可以使用在国际专利公开案号W02007/117148和W02009/136793、韩国专利申请公开案号10-2006-0123675和10-0929250，以及韩国专利注册号0929250中揭示的技术。尽管在本发明中描述了来自液化BOG的冷热回收，但当液化BOG的量小于高压天然气喷射发动机中所需的燃料的量时，可以使用储存在LNG储罐中的LNG。在这个情况下，可以从供给自LNG储罐的LNG中回收冷热。[0035]海洋结构的实例可以包含例如液化气体运输船和LNGRV之类的船舶，或例如LNGFSRU和LNGFPSO之类的结构。[0036]在燃料供给过程中，燃料供给方法可以将所有的液化BOG供给到高压天然气喷射发动机中。即，在海洋结构航行的相当大部分时间内，高压天然气喷射发动机所需的燃料的量可能大于在LNG储罐中生成的BOG的量。在这个情况下，所有的液化BOG被供给到高压天然气喷射发动机中，由此防止了当液化BOG回到LNG储罐中时闪蒸气的生成。[0037]根据本发明的另一方面，当在海洋结构航行期间，高压天然气喷射发动机所需的燃料的量大于在LNG储罐中生成的BOG的量时，可以将所有或大量的BOG供给到高压天然气喷射发动机中。在这个情况下，如果燃料的量不足，那么可以将储存在LNG储罐中的LNG用作燃料。[0038]有利效果[0039]本发明可以提供一种燃料供给系统和方法。确切地说，在液化气体储罐中生成的BOG被用作高压天然气喷射发动机的燃料，例如，ME-GI发动机。BOG被压缩至中压并在之后被再液化。液化BOG被压缩至高压、被气化，并在之后被供给到高压天然气喷射发动机中。[0040]与将BOG压缩到大约4至Sbara的低压的现有技术不同的是，根据本发明的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给方法将BOG压缩到大约12至45bara的中压，并之后将其再液化。随着BOG的压力增加，液化能量降低。因此，可以降低在再液化中消耗的液化能量。[0041]而且，在根据本发明的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给方法中，因为BOG再液化过程中BOG的压力是高于现有技术中压力的中压，所以提升了BOG的液化点。因此，降低了施加到用于再液化的热交换器上的热应力，并且还降低了高压气化器的热负荷(heatduty),从而使得装置的尺寸减小。[0042]而且，因为被压缩至中压的液化BOG被压缩至高压，所以降低了高压泵的功率。[0043]而且，在根据本发明的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给方法中，不可燃混合制冷剂被用作用于BOG再液化的再液化装置的制冷剂。因此，根据本发明的燃料供给方法比常规氮制冷循环更高效，并能够比常规混合制冷剂循环更加安全地使BOG再液化。[0044]在高压天然气喷射发动机运转过程中，燃料供给方法可以将所有的液化BOG供给到高压天然气喷射发动机中。即，在海洋结构航行的相当大部分时间内，高压天然气喷射发动机所需的燃料的量可能大于在LNG储罐中生成的BOG的量。在这个情况下，所有的液化BOG被供给到高压天然气喷射发动机中，由此防止了当液化BOG回到LNG储罐中时闪蒸气的生成。而且，能够显著地降低过冷所消耗的能量，过冷是用于减少当液化BOG回到LNG储罐中时闪蒸气的生成。汉姆沃斯燃气系统公司的常规MarkIII再液化装置(在国际专利公开案号W02007/117148中揭示的技术)将BOG压缩至8bara的压力，并在-159°C的温度下使BOG液化。在这个情况下，因为BOG的饱和温度约为-149.5°C，所以BOG被过冷约9至10°C。BOG需要这个程度的过冷以便防止当液化BOG回到LNG储罐时闪蒸气的生成。然而，因为当液化BOG作为燃料被供给给高压天然气喷射发动机时液化BOG被高压泵压缩，所以通过增加的压力达到饱和的LBOG可以在之后稳定地维持过度冷却状态。因此，根据本发明，液化BOG可以通过在对应压力下、在与饱和温度相比过度冷却0.5至3°C(优选地约为rc)从而被液化，并之后作为燃料被供给。[0045]而且，在根据本发明的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给方法中，如果必要的话，可以安装DFDE从而将在向高压天然气喷射发动机供给燃料之后剩余的燃料或在减压过程中生成的闪蒸气用作DFDE的燃料并消耗。即，超过高压天然气喷射发动机所需的燃料的量的BOG可以被压缩到大约4至8bara的压力并直接从LNG储罐被供给到DFDE中，而不经过中压再液化。【专利附图】【附图说明】[0046]图1为图示了根据现有技术的用于通过BOG再液化来处理BOG的方法的示意性框图。[0047]图2为图示了根据本发明的用于通过燃料供给来处理BOG的方法的示意性框图。[0048]图3a为图示了根据本发明的第一实施例的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统的配置图。[0049]图3b为图示了根据本发明第一实施例的修改实例的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统的配置图。[0050]图4a为图示了根据本发明的不可燃混合制冷剂中含有的成分的凝固点与沸点的曲线图。[0051]图4b为图示了烃混合制冷剂中含有的成分的凝固点与沸点的曲线图。[0052]图4c为图示了根据压缩压力的天然气液化温度的曲线图。[0053]图5为图示了组成不可燃混合制冷剂的成分的沸点的曲线图。[0054]图6a至图6c为图示了当BOG再液化装置使用氮制冷循环、不可燃混合制冷剂制冷循环以及单混合制冷剂(SingleMixedRefrigerant,SMR)制冷循环时的功率消耗比较的曲线图。[0055]图7a为图示了根据本发明的第二实施例的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统的配置图。[0056]图7b为图示了根据本发明第二实施例的修改实例的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统的配置图。[0057]图8a为图示了根据本发明的第三实施例的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统的配置图。[0058]图Sb为图示了根据本发明第三实施例的修改实例的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统的配置图。[0059]图9a为图示了根据本发明的第四实施例的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统的配置图。[0060]图9b为图示了根据本发明第四实施例的修改实例的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统的配置图。[0061]图1Oa为图示了根据本发明的第五实施例的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统的配置图。[0062]图1Ob为图示了根据本发明第五实施例的修改实例的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统的配置图。[0063]图11为图示了根据本发明的第六实施例的用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统的配置图。【具体实施方式】[0064]下文中将参考附图来详细描述本发明的示范性实施例。然而，本发明可通过不同的形式进行实施，且不应解释为限于本文中所列出的各实施例。相反，提供这些实施例以使本发明将详尽且完整，并且可以将本发明的范围完整地传达给所属领域的技术人员。[0065]国际海事组织(InternationalMaritimeOrganization,IMO)规定了船舶废气中的氮氧化物(NOx)与硫氧化物(SOx)的排放，并且还试图规定二氧化碳(CO2)的排放。具体而言，关于氮氧化物(NOx)与硫氧化物(SOx)的规定的议题在1997年的国际防止船舶造成污染公约(PreventionofMarinePollutionfromShips,MARP0L)协议中提出。八年后，协议满足了实行要求并在2005年5月生效。目前，公约作为强制性规定生效。[0066]因此，为了符合这样的规定，已经引进了多种方法来减少氮氧化物(NOx)的排放。作为这些方法之一，已经开发并使用了用于LNG运输船的高压天然气喷射发动机，例如，ME-GI发动机。[0067]这样的ME-GI发动机可以安装在海洋结构上,如将LNG(LiquefiedNaturalGas)储存在能够承受低温度的储罐中并运输LNG的LNG运输船。本文所使用的术语“海洋结构”包含例如LNG运输船与LNGRV之类的船舶，以及例如LNGFPSO与LNGFSRU之类的海上设备。在这个情况下，ME-GI发动机使用天然气作为燃料，并根据其负载而需要大约150至400bara(绝对压力)的高压用于供气。[0068]即使在配备有例如ME-GI发动机之类的高压天然气喷射发动机的海洋结构的情况下，仍需要用于处理在LNG储罐中生成的BOG(BoilOffGas)的再液化装置。同时配备有例如ME-GI发动机之类的高压天然气喷射发动机以及用于处理BOG的再液化(Reliquefaction)装置的常规海洋结构在再液化BOG并将经液化BOG输送到储罐中时，可以根据气体与燃油价格的变化以及废气监管的强度来选择是使用BOG作为燃料还是使用重燃油(HeavyFueloil,HF0)作为燃料。具体而言，当经过有特殊规定的海洋区域时,可以仅通过气化LNG来为海洋结构供应燃料。此外，该海洋结构被认为是下一代环保发动机，且具有高达50%的效率。因此，预期该海洋结构在不远的将来会被用作LNG运输船的主发动机。[0069]图2为图示了根据本发明的燃料供给方法的示意性框图。根据本发明的燃料供给方法,在储罐中生成的BOG(即NB0G)被供给到BOG压缩机中，并且之后被压缩到大约12至45bara的中压(mediumpressure)。之后，中压BOG被供给到再液化装置中，该再液化装置使用混合制冷剂(例如，不可燃混合制冷剂(NonFlammableMixedRefrigerant)、单混合制冷剂(SingleMixedRefrigerant,SMR)等等)或氮气作为制冷剂。在再液化装置中被再液化的BOG(即LB0G)在燃料供给系统中被压缩至ME-GI发动机所需的压力(例如，大约400bara的高压)，之后作为燃料被供给到ME-GI发动机中。根据本发明，因为从再液化装置供给到燃料供给系统中的LBOG不回到储罐中，所以可以防止闪蒸气的生成，而闪蒸气的生成在现有技术中是个问题。因此，BOG压缩机可以将BOG压缩至中压。[0070]在本说明书中，“高压”范围代表大约150至400bara的压力，该压力为高压天然气喷射发动机所需的燃料供给压力。“中压”范围代表大约12至45bara的压力，BOG压缩机13在该压力下压缩BOG。“低压”范围代表大约4至Sbara的压力，在现有技术中在该压力下压缩BOG以用于将其供给到再液化装置。[0071]与常规低压再液化相比，在使用了氮制冷剂和不可燃混合制冷剂的图6a和图6b的情况中以及在使用了SMR的图6c的情况中，在中压范围内压缩之后的再液化带来了显著的再液化能量减少。[0072]图6a和图6b中所示的数据是使用海西斯处理模型(Hysysprocessmodel)(由艾斯本技术有限公司(Aspentech)制造)而获得的结果。从这些结果中可知，在汉姆沃斯燃气系统公司(HamworthyGasSystems)的MarkIII再液化装置的情况下,其中使用氮气作为制冷剂(在国际专利公开案W02007/117148中揭示的技术)，当BOG压缩机的压力为8bara时，再液化所需的功率消耗大约为2776kW，但是当BOG压缩机的压力增加到12bara时，再液化所需的功率消耗迅速减少到2500kW。而且当BOG压缩机的压力为12bara或更大时，再液化所需的功率消耗逐渐降低。[0073]图6c的曲线图图示了当烃SMR被用作制冷剂时功率消耗的变化。如图6c的结果所见，即使将SMR用作制冷剂时，与BOG压缩机的压力为8bara的情况相比，在BOG压缩机的压力为12bara的情况下再液化所需的功率消耗也会迅速降低。而且当BOG压缩机的压力为12bara或更大时，再液化所需的功率消耗逐渐降低。[0074]为了效率优化，根据液化压力调整SMR的组成，如以下表1所示。[0075]表1[0076]【权利要求】1.一种用于高压天然气喷射发动机的燃料供给系统，包括:蒸发气体压缩单元，所述蒸发气体压缩单元经配置以接收并压缩在储存液化气体的储罐中生成的蒸发气体；再液化装置，所述再液化装置经配置以接收并液化由所述蒸发气体压缩单元压缩的所述蒸发气体；缓冲罐，所述缓冲罐经配置以从所述再液化装置接收所述液化蒸发气体并且将经再液化的所述蒸发气体分离成气体成分和液体成分；高压泵，所述高压泵经配置以从所述缓冲罐中接收所述液体成分并且压缩所述液体成分；以及高压气化器，所述高压气化器经配置以使被所述高压泵压缩的所述液体成分气化，并且将所述气化液体成分供给到所述高压天然气喷射发动机中，其中从所述缓冲罐供给到所述高压泵中的所述液体成分的压力为12bara至45bara(绝对压力)。2.根据权利要求1所述的燃料供给系统，其中所述蒸发气体压缩单元包括:一个或多个蒸发气体压缩机，所述一个或多个蒸发气体压缩机经配置以压缩所述蒸发气体；以及一个或多个中间冷却器，所述一个或多个中间冷却器经配置以在被所述蒸发气体压缩机压缩时冷却温度上升的所述蒸发气体。3.根据权利要求1所述的燃料供给系统，其中所述再液化装置包括:冷箱，所述冷箱经配置以使通过与制冷剂进行热交换而被压缩并由所述蒸发气体压缩单元供给的所述蒸发气体再液化；制冷剂气液分离器，所述制冷剂气液分离器经配置以将被所述冷箱加热并部分气化的制冷剂分离成气体制冷剂和液体制冷剂；制冷剂压缩机，所述制冷剂压缩机经配置以压缩被所述制冷剂气液分离器分离的所述气体制冷剂；制冷剂冷却器，所述制冷剂冷却器经配置以冷却被所述制冷剂压缩机压缩的所述制冷剂；制冷剂膨胀阀，所述制冷剂膨胀阀经配置以通过使所述制冷剂膨胀而降低所述制冷剂的温度，所述制冷剂由所述制冷剂压缩机压缩并由所述制冷剂冷却器冷却；以及制冷剂泵，所述制冷剂泵经配置以向所述制冷剂膨胀阀供给由所述制冷剂气液分离器分离的所述液体制冷剂。4.根据权利要求1所述的燃料供给系统，进一步包括液化蒸发气体回流管线，所述液化蒸发气体回流管线经配置以在所述高压天然气喷射发动机上的负载降低时或在所述储罐中生成过量的蒸发气体时，使从所述缓冲罐供给到所述高压泵中的所述蒸发气体的一部分回到所述储罐中。5.根据权利要求4所述的燃料供给系统，进一步包括液化蒸发气体膨胀阀，所述液化蒸发气体膨胀阀安装在所述液化蒸发气体回流管线上，并经配置以使所述液化蒸发气体减压。6.根据权利要求5所述的燃料供给系统，进一步包括液化蒸发气体气液分离器，所述液化蒸发气体气液分离器经配置以将所述减压过程中生成的包含闪蒸气的蒸发气体分离成所述液体成分和所述气体成分，并且仅使所述液体成分回到所述储罐中。7.根据权利要求1所述的燃料供给系统，进一步包括液化天然气供给泵和液化天然气供给管线，所述液化天然气供给泵和液化天然气供给管线经安装从而当所述再液化装置不运作时或在所述储罐中生成的所述蒸发气体的量小于所述高压天然气喷射发动机中消耗的所述蒸发气体的量时，储存在所述储罐中的液化天然气被供给到所述缓冲罐中。8.一种用于高压天然气喷射发动机的燃料供给方法，包括:从储罐中排出在所述储罐中生成的蒸发气体，并且压缩所述排出的蒸发气体；通过冷却所述被压缩的蒸发气体使所述蒸发气体再液化；将所述经再液化的蒸发气体分离成气体成分和液体成分；以及将分离的液体成分压缩至高压、使被压缩的液体成分气化，并且将气化液体成分供给到所述高压天然气喷射发动机中，其中所述分离的液体成分的压力为12ba`ra至45bara。【文档编号】F02M21/02GK103562536SQ201180070984【公开日】2014年2月5日申请日期:2011年12月20日优先权日:2011年3月22日【发明者】郑承教,李正汉,郑济宪,李成俊,申铉俊,崔东圭申请人:大宇造船海洋株式会社