液化气运输船用燃料气体供给系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及适用于液化气运输船的燃料气体供给系统，该液化气运输船搭载了能够进行气体燃烧的低速柴油机来作为主发动机。
【背景技术】
[0002]从减少对环境负荷的和改善能源消耗的观点出发，近年来采用气体燃烧低速柴油机来作为LNG运输船的主发动机，公知其构成为:利用在LNG舱内自然产生的蒸发气体(NATURAL BOG)来作为主发动机的燃料。但是，需要向气体燃烧低速柴油机提供具有30MPa左右的压力的燃料气体。因此，在使用蒸发气体来作为燃料的情况下，需要通过高压气体压缩机将该蒸发气体压缩到30MPa左右，但使用高压气体压缩机的方式又存在消耗电力较大的问题。另一方面，作为以低消耗电力来生成高压燃料气体的方法，已知如下的构成:通过高压液栗来对液化天然气进行加压，并对其进行加热而制成30MPa左右的高压气体(专利文献I) O
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I:日本特开2012-177333号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]在通过高压液栗来使舱内的液化气成为高压气体的情况下，由于蒸发气体没有作为燃料被消耗，所以要想防止因蒸发气体导致的货物舱的压力上升，需要准备用于强制地燃烧蒸发气体的气体燃烧装置和用于使蒸发气体回到液态的再液化装置。但是，当使蒸发气体燃烧时，也会增大环境负荷并使运输船整体的能源效率降低。并且，要想进行再液化装置的运转，一般需要比高压气体压缩机的运转更大的能源。
[0008]本发明的目的在于提供一种燃料气体供给系统，在液化气运输船中，对高压气体压缩机和高压液栗进行组合使用，与液化气运输船的航行状态相符地对蒸发气体的处理及能源消耗进行最优化并且进一步减少对环境的负荷。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本发明的液化气运输船用燃料气体供给系统其特征在于，具有:低速柴油机，其能够进行气体燃烧，被用作主发动机;舱，其贮藏液化气;高压气体压缩机，其对在舱内产生的蒸发气体进行压缩;高压液栗，其对舱内的液化气进行加压;第I燃料气体供给管路，其通过高压气体压缩机从舱向低速柴油机提供燃料气体；以及第2燃料气体供给管路，其通过高压液栗从舱向低速柴油机提供燃料气体，在液化气装载时的航行中当主发动机的燃料消耗量为蒸发气体产生量以下时、以及在液化气空载时的航行中当进行喷淋作业(当向舱中纳入液化气时，为了防止因急剧的温度差导致的舱的破损，在舱内对残留在舱内的液化气进行喷雾并通过液化气的气化热来对货物舱进行预冷的作业)时，仅通过第I燃料气体供给管路来向低速柴油机提供燃料气体，在液化气空载时的航行中，当不进行喷淋作业时，仅通过第2燃料气体供给管路来向低速柴油机提供燃料气体。但是，在上述的喷淋作业中，当由于喷雾而导致舱内的压力上升到规定的压力时，暂时中断喷雾，将舱内的气体作为燃料来消耗而使舱压下降之后，再开始喷淋作业，多次重复相同的作业直到舱的温度下降到规定的温度，因喷雾中断而优先地将液货舱内的气体作为燃料来使用的期间也包含在该一系列的喷淋作业中。另外，即使在空载状态下，为了将液化气作为舱冷却用的喷淋液或者主发动机的燃料来使用，也要贮藏一些液化气，并不是使舱内完全地空着。
[0011]进而，在液化气装载时的航行中，优选当主发动机的燃料消耗量超过蒸发气体产生量时，使用第I燃料气体供给管路和第2燃料气体供给管路向低速柴油机提供燃料气体。并且，该燃料气体供给系统也可以采用如下的构成:具有:气体回收管路，其对被高压气体压缩机压缩了的燃料气体进行再液化并输送回舱；以及热交换器，其在该气体回收管路与第I燃料气体供给管路中的将舱与高压气体压缩机连结的部分之间进行热交换，通过该热交换器来进行燃料气体的再液化。并且此时，还可以设置联接管路，该联接管路将气体回收管路的存在于热交换器与舱之间的蒸发气体输送回第I燃料气体供给管路的比热交换器靠上游侧的位置。
[0012]本发明的液化气运输船的特征在于具有上述液化气运输船用燃料气体供给系统。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明，能够提供一种燃料气体供给系统，在液化气运输船中，组合使用高压气体压缩机和高压液栗，并与液化气运输船的航行状态相符地对蒸发气体的处理、能源消耗进行最优化，并且进一步减少对环境的负荷。
【附图说明】
[0015]图1是示出作为本发明的第I实施方式的燃料气体供给系统的构成的框图。
[0016]图2是示出在第I实施方式中的(a)液化气装载时、(b)液化气空载时(有喷淋作业)、(c)液化气空载时(无喷淋作业)的航行方式中的航行速度与使用燃料消耗量的关系的图表。
[0017]图3是示出作为本发明的第2实施方式的燃料气体供给系统的构成的框图。
[0018]图4是示出第2实施方式中的液化气装载时的航行速度与使用燃料消耗量的关系的图表。
【具体实施方式】
[0019]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0020]图1是示出作为本发明的第I实施方式的燃料气体供给系统的构成的框图。
[0021]本实施方式的燃料气体供给系统10适用于对天然气等液化气进行运输的船舶，液化气(在本实施方式中为LNG)被装载于液货舱11。主发动机12为能够进行气体燃烧的低速柴油机，能够通过包含高压气体压缩机13的第I燃料气体供给管路14将在舱11内自然产生的蒸发气体(NATURAL BOG)供给到主发动机12。即，通过上游管路14A来连接舱11和高压气体压缩机13，通过下游管路14B来连接高压气体压缩机13和主发动机12。
[0022]S卩，在舱11内产生的蒸发气体经由上游管路14A被输送到高压气体压缩机13中，例如被压缩到大致30MPa并作为“高压气体”输送到下游管路14B，再通过设置在下游管路14B上的止回阀15、流量调整阀16而输送到主发动机12。并且，在本实施方式中，高压气体压缩机13还与低压燃料气体供给管路17连接，输出压力相对较低的“低压气体”。
[0023]低压燃料气体供给管路17例如经由止回阀18、流量调整阀19而与二元燃料燃烧锅炉20连接，并且例如经由止回阀21、流量调整阀22而与二元燃料燃烧内燃发电机(D/G) 23等连接。在锅炉20和内燃发电机23中，能够混烧燃料气体和油，并在存在剩余蒸发气体时使用从高压气体压缩机13供给的低压气体来作为燃料。
[0024]另外，在本实施方式中，通过联接管路24来将第I燃料气体供给管路14的下游管路14B中的止回阀15与流量调整阀16之间和与内燃发电机23连接的管路中的止回阀21与流量调整阀22之间连通，在联接管路24上设置有带压力调整功能的止回阀25。即，也可以根据需要将供给到下游管路14B的高压气体通过带压力调整功能的止回阀25向二元燃料燃烧内燃发电机23供给。
[0025]并且，本实施方式的燃料气体供给系统10中还设置有第2燃料气体供给管路26。第2燃料气体供给管路26具有配置在舱11内的底部附近的栗27，通过栗27来汲取舱11内的液化气并暂时贮存在抽吸筒28中。高压液栗29与抽吸筒28连接，对来自抽吸筒28的液化气进行加压。借助高压液栗29而加压了的液化气在气体加热器30中被加热.气化而成为高压气体。所生成的高压气体经由止回阀31被供给到第I燃料气体供给管路14的下游管路14B中的止回阀15与流量调整阀16之间的区间。
[0026]接着参照图2对根据航行状况的燃料气体供给系统10向主发动机12的燃料气体供给方式进行说明。图2的(a)?图2的(C)是分别示出(a)液化气装载时的航行速度与使用燃料消耗量的关系、(b)在液化气空载时的航行中进行喷淋作业时的航行速度与使用燃料消耗量的关系、(C)在液化气空载时的航行中没有进行喷淋作业时的航行速度与使用燃料消耗量的关系的图表。另外在图2的(a)?图2的(C)中横轴是船的航行速度，纵轴是燃料消耗量。
[0027]在图2的(a)?图2的(c)中，曲线S是示出船速与燃料消耗量(燃料气体供给量/单位时)的关系的曲线，燃料消耗量大致与船速的3次方成正比。图2的(a