[發明專利]用于液化天然氣船舶的蒸發氣體重新液化方法及系統

有效

• 申請號: 201880019102.4
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN110461704B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 丁海元;姜東億;李準埰;崔東圭
• 申請（專利權）人: 大宇造船海洋株式會社
• 主分類號: B63B25/16
• 分類號: B63B25/16;B63H21/38;F17C6/00;F17C9/02;F17C13/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;臧建明

本發明公開一種用于液化天然氣船舶的蒸發氣體重新液化方法及系統。所述用于液化天然氣船舶的蒸發氣體重新液化方法包括以下步驟：步驟1，對蒸發氣體進行壓縮；步驟2，通過以蒸發氣體作為制冷劑來通過熱交換器使已在所述步驟1中被壓縮的所述蒸發氣體經受熱交換來對所述蒸發氣體進行冷卻；步驟3，使已在所述步驟2中得到冷卻的流體膨脹；以及步驟4，即使在所述步驟1中進行壓縮之后被供應到所述熱交換器以被重新液化的所述蒸發氣體的流速變化，仍穩定地維持重新液化性能。

技術領域

本發明涉及一種蒸發氣體重新液化方法，其中在液化天然氣(liquefied naturalgas，LNG)船舶的存儲罐中產生以作為燃料供應到發動機的蒸發氣體中，超過所述發動機的燃料需求的過剩蒸發氣體使用所述蒸發氣體作為制冷劑而重新液化。

背景技術

近年來，全球范圍內對例如液化天然氣(LNG)等液化氣體的消耗已急劇增加。通過將天然氣冷卻到極低溫度而獲得的液化氣體的體積比天然氣的體積小得多且因此更為適合于存儲及運輸。另外，由于天然氣中的空氣污染物可在液化工藝期間減少或被移除，因此例如液化天然氣等液化氣體是在燃燒時具有低空氣污染物排放的環境友好型燃料。

液化天然氣是通過將主要由甲烷構成的天然氣冷卻到約-163℃以將天然氣液化而獲得的無色且透明的液體，且具有為天然氣的體積的約1/600的體積。因此，天然氣的液化使得能夠進行非常高效的運輸。

然而，由于在正常壓力下天然氣會在-163℃的極低溫度下液化，因此液化天然氣可能因為溫度的少量改變而輕易地汽化。盡管液化天然氣存儲罐是絕緣的，然而外部的熱量被持續地傳遞到存儲罐而使液化天然氣在輸送中自然地汽化，由此產生蒸發氣體(boil-off gas，BOG)。

蒸發氣體的產生意指液化天然氣的損耗(loss)且因此對運輸效率具有重大影響。另外，當蒸發氣體積累在存儲罐中，則存在所述存儲罐內的壓力將過度升高而對所述罐造成損壞的風險。已進行各種研究來處理在液化天然氣存儲罐中產生的蒸發氣體。近年來，為處理蒸發氣體，已提出一種其中蒸發氣體被重新液化以返回到液化天然氣存儲罐的方法、一種其中使用蒸發氣體作為例如船用發動機等燃料消耗源的能源的方法及類似方法。

將蒸發氣體重新液化的方法的實例包括：一種其中使用具有單獨的制冷劑來使得蒸發氣體能夠與所述制冷劑交換熱量以重新液化的制冷循環的方法及一種在不使用任何單獨的制冷劑的條件下使用蒸發氣體作為制冷劑來將蒸發氣體重新液化的方法。具體來說，采取后一種方法的系統被稱為局部重新液化系統(partial reliquefaction system，PRS)。

能夠以天然氣為燃料的船用發動機的實例包括例如雙燃料柴電(Dual FuelDiesel Electric，DFDE)發動機、X代雙燃料(X generation-dual fuel，X-DF)發動機及M型電控氣體噴射(M-type,Electrically Controlled,Gas Injection，ME-GI)發動機等氣體發動機。

DFDE發動機每循環具有四個沖程且使用其中將具有約6.5巴(bar)的相對低的壓力的天然氣噴射到燃燒氣體入口中并接著向上推動活塞以對所述氣體進行壓縮的奧托循環(Otto cycle)。

X-DF發動機每循環具有兩個沖程且使用利用具有約16巴的壓力的天然氣作為燃料的奧托循環。

ME-GI發動機每循環具有兩個沖程且使用其中將具有約300巴的高壓的天然氣直接噴射到位于活塞的上止點(top dead center)附近的燃燒室中的狄賽爾循環(dieselcycle)。

發明內容

技術問題

本發明的實施例提供可表現出穩定重新液化性能的蒸發氣體重新液化方法，由此提高總重新液化效率及重新液化量。

技術解決方案