[發明專利]用于船舶推進用的至少一個燃氣發動機的液化天然氣燃料罐系統

有效

• 申請號: 201080048461.6
• 申請日: 2010-11-02
• 公開（公告）號: CN102656084A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 約翰尼·尼隆德
• 申請（專利權）人: 海威氣體系統公司
• 主分類號: B63H21/38
• 分類號: B63H21/38;F02M21/02;F17C6/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 寇英杰;王婧

本發明涉及一種用于船舶推進用的至少一個燃氣發動機的液化天然氣(LNG)燃料罐系統。更具體地，如在所附權利要求1的前序部分中所限定的那樣，該LNG燃料罐系統包括至少一個LNG燃料罐和氣體容器，該LNG燃料罐將要借助于LNG填充管路而從陸上的LNG加壓罐填充設施來裝填燃料。

現今，重質燃料油(HFO)是用于船舶推進的最為常見的燃料。為了限制污染，國際監管組織對HFO中的含硫量和排放到大氣中的氮氧化物和二氧化碳的排放量設定了極限值。硫和氮主要危害了當地環境，而二氧化碳的排放量則是全球問題。

在環境保護方面提出的主要步驟在于將甲烷用作用于船舶推進的燃料，由此，減少了硫、氮氧化物和二氧化碳的排放量。LNG的價格也已經低于HFO和柴油，因此，利用甲烷作為燃料既具有環境效益又具有經濟效益。到目前為止使用的原理是將商業液化甲烷+(LNG)填充到船舶上的加壓容器罐中并將壓力保持在表壓為通常的5-7巴(bar)。LNG隨后被蒸發并加熱到推進燃氣發動機所需的狀況。

在挪威已經建造了約十二個帶有LNG燃料系統的船舶，并且已經建造了陸上LNG填充站用于供給這些船舶。陸上LNG罐和船舶LNG罐都是雙壁真空絕熱的壓力容器。為了在LNG的每次填充之間獲得較遠的航行距離，在船舶所有者中，存在對于利用棱柱狀的LNG罐的喜好，與壓力容器相比，棱柱狀的LNG罐更好地利用了船體形狀。棱柱狀罐承載了處于大氣壓下的LNG。

難題在于如何將LNG在不將甲烷氣體排放至大氣的情況下從加壓的陸上LNG罐裝載到僅僅能夠維持大氣壓的船舶罐。進一步地，進入大氣罐的熱量遠高于真空絕熱的壓力容器罐，并且將要將獨特的補救法用于處理增多的汽化。

在聯合國監管組織的國際海事組織(IMO)出版物：“用于承載散裝液化氣的船舶的構建和裝備的國際規程-IGC規程(International?Code?for?the?Construction?and?Equipment?of?Ships?Carrying?Liquefied?Gases?in?Bulk-IGC?Code)”(ISBN?978-92-801-1277-1，1993版)中對用于承載散裝液化氣的船載罐進行了分類。

大氣壓力LNG罐被分類為“A型獨立罐”并且在大氣壓下并以表壓0.7bar作為安全閥最大許用設定值(MARVS)進行操作。

由于存在從棱柱狀罐泄漏的風險(主要為彎曲應力)，因此需要A型獨立罐(簡稱為A型罐)具有完整的“二級屏障”以在泄漏的情況下容納LNG。

在設計壓力高于由罐尺寸給定的特定極限值之上的情況下，將在液面下方不具有任何滲透的壓力容器LNG罐分類為“C型獨立罐”。

C型獨立罐類無需具有任何“二級屏障”(主要為薄膜應力)。

如果LNG壓力容器罐在液面下具有滲透，則需要完整的“二級屏障”；參照IMO海上安全委員會MSC.285(86)：“有關船舶中的天然氣-燃料發動機裝置的安全的臨時準則(Interim?Guidelines?on?Safety?for?Natural?Gas-Fuelled?Engine?Installations?in?Ships)”。

在本公開文獻中，為了方便讀者，術語“A型罐”已經被術語“大氣壓力LNG罐”所替代。

在將LNG填充到大氣壓力LNG罐中的填充期間處理閃發氣體的難題已經根據一種選擇通過瓦錫蘭(Wartsila)專利、即WO?2008/000898?A1“用于燃氣驅動船舶的燃料系統(Fuel?Systems?for?Gas?Driven?Vessel)”得以克服。

瓦錫蘭的解決方案非常類似于在所有的現有LNG燃料船上所使用的系統，如以上已經概述過的那樣，但將LNG從大氣壓力LNG罐泵送到船載壓力容器LNG罐中。為了控制大氣壓力LNG罐的壓力，蒸氣借助于壓縮機被泵送到壓力容器LNG罐中。由此，船舶上的將燃料供給至燃氣發動機的壓力容器罐是LNG填充的并且是絕熱的。

本發明所要解決的問題主要是由于三種情況造成的，即，陸上LNG壓力罐、LNG燃料裝填、和保持時間。