[發明專利]存儲及供應系統、向燃氣機提供燃氣的方法及船舶

在審

• 申請號: 202110546016.2
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113685289A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: A·哈姆布克
• 申請（專利權）人: 塔格海底天然氣工程有限公司
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02;F02M21/04
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 桑傳標

本發明涉及一種通過用于液化氣的存儲及供應系統向燃氣機提供具有預先規定的最終壓力作為輸入壓力的燃氣的方法：從液化氣容器中輸送液化氣流作為輸入流輸送到最終壓力泵；將輸入流加壓到最終壓力泵的輸入壓力；將輸入流加壓到燃氣機的輸入壓力；在輸送液化氣流的初始輸送裝置和最終壓力泵之間設置增進輸送裝置，增進輸送裝置的輸入壓力低于最終壓力泵的輸入壓力，輸出壓力等于最終壓力泵的輸入壓力；將液化氣流加壓到增進輸送裝置的輸入壓力；將來自系統BOG和/或回收的系統液化氣的流引入到增進輸送裝置的輸入流中；將輸送輸入流加壓到最終壓力泵的輸入壓力。本發明還涉及一種用于執行所述方法的、用于液化氣的存儲及供應系統和一種船舶。

技術領域

本發明涉及一種根據方案1的前序部分所述的方法，該方法通過用于液化氣的存儲及供應系統向燃氣機提供具有預先規定的最終壓力作為輸入壓力的燃氣。本發明還涉及一種根據方案8的前序部分所述的用于液化氣的存儲及供應系統，以及一種具有這種用于液化氣的存儲及供應系統的船舶。

背景技術

在向例如船舶上的用于主發動機或驅動發動機的燃氣機提供燃氣時，對所謂的蒸發氣體(BOG，Boil-Off-Gas)的處理是核心問題。在用于液化氣(例如液化天然氣(LNG)或乙烷)的存儲及供應系統中，例如由于回流和泵向液化存儲容器中的熱輸入和向供應系統中的熱輸入，而出現蒸發氣體。

已知多種用于處理BOG的方法：

在再液化系統或制冷單元中，在單獨的冷卻裝置中，例如在液化裝置或液體冷卻器中對BOG進行冷卻。由于成本和空間的原因，在處理BOG時通常不考慮這些設備。

在大多數情況下，所出現的BOG通過在低壓系統(約5-9barg的輸送壓力)中或中壓系統(約12-16barg的輸送壓力)中的氣體消耗來處理，此外，還可以在有限的時間內將壓力升高的BOG儲存在液化氣容器中，直至容器壓力再次降低。后者僅由所謂的C型容器(Typ-C-Tanks)提供。其他容器設計方案不能或僅能以有限的程度提供這種可能性。

如果在不同的船舶運行方案中通過發電機(低壓消耗器)存在足夠的BOG降低，則可以利用所謂的BOG壓縮系統可靠地處理所出現的BOG量，其方式是，將BOG壓縮到所要求的壓力并使其冷卻，然后使其在發電機中發電。

在一些類型的船舶中，所出現的BOG量超過發電所需的BOG量。這種情況例如出現在大型集裝箱船中，這種集裝箱船配備有具有約5000m³至20000m³的總存儲容積的大存儲容器。此外，新一代的船舶效率很高，并且除了軸式發電機外還使用了其他系統，例如廢熱回收系統，這進一步降低了發電機的發電量或者發電機的BOG消耗，并且使得BOG處理更加困難。在這些應用中，適宜的是，在船舶的主發動機中消耗BOG。在所有情況下，主發動機的氣體消耗都明顯高于所產生的BOG。大多數船舶都配備有2沖程主發動機。這些主發動機可以被設計成具有中壓氣體進氣壓力(約12-16barg)至高壓氣體進氣壓力(250-400barg)。現有的集裝箱船必須裝備高壓輸入系統，以便實現向氣體運行的轉換。

在具有中等輸入壓力要求的船舶中，使用相應的BOG壓縮機，該BOG壓縮機根據主發動機的要求將BOG壓縮并冷卻至所需要的壓力。

對于有高壓輸入壓力要求的船舶中，安裝高壓壓縮機，該高壓壓縮機直接從液化氣容器中吸入BOG，或者從低壓水平(5-9barg)將其壓縮到需要的壓力。

這兩種設施都很昂貴，維護成本高，需要大量的支撐結構并且需要大量的空間。

如前文所述，由于主發動機的氣體需求遠遠超過了所出現的BOG量，因此除了BOG壓縮機之外，還設有氣體供應系統，該系統根據主發動機的要求從存儲容器中提取液化氣并對其進行調節。

在高壓供應系統中，這涉及多缸單級活塞泵。在這種活塞泵的運行過程中，會出現連續的冷卻流和泄漏流，該冷卻流和泄漏流一方面產生大量的額外BOG，從而再次使得平衡(Bilanz)惡化，另一方面要被回輸到存儲容器中。