用于供給液化天然氣燃料的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于供給LNG燃料的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：燃料供給管路，其從LNG存儲(chǔ)罐分別連接至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)和低壓發(fā)動(dòng)機(jī)；泵，其形成在所述燃料供給管路上，并且配置為對(duì)從LNG存儲(chǔ)罐中輸出的LNG加壓至高壓；第一熱交換器，其形成在高壓發(fā)動(dòng)機(jī)與泵之間的燃料供給管路上，并且配置為對(duì)從泵供給的LNG加熱；第二熱交換器，其形成在低壓發(fā)動(dòng)機(jī)與LNG存儲(chǔ)罐之間的燃料供給管路上，并且配置為對(duì)從LNG存儲(chǔ)罐供給的處于液體狀態(tài)的LNG蒸發(fā)；以及熱源供給管路，其配置為通過供給乙二醇水至所述第一熱交換器與第二熱交換器來將熱量供給至LNG。
【專利說明】用于供給液化天然氣燃料的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種用于供給LNG燃料的系統(tǒng)。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003]本申請(qǐng)要求2013年3月6日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2013-0024174號(hào)的優(yōu)先權(quán),其全部?jī)?nèi)容通過引用合并于此。
【背景技術(shù)】
[0004]船舶是一種運(yùn)輸交通工具，用于航行跨越大洋，裝載大量的礦材料、原油、天然氣、數(shù)千個(gè)集裝箱等。船舶是由鋼鐵制成的，并且當(dāng)其由浮力而浮于水面上時(shí)通過推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的推進(jìn)力移動(dòng)。
[0005]船舶通過驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)而產(chǎn)生推進(jìn)力。發(fā)動(dòng)機(jī)通過使用汽油或柴油而使活塞移動(dòng)，并且通過由活塞執(zhí)行的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而使曲軸旋轉(zhuǎn)，從而使連接至曲軸的軸旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器。
[0006]然而，最近，液化天然氣(LNG)船正使用LNG作為燃料驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用LNG燃料供給方法。這種LNG燃料供給方法也已用于除LNG船之外的其他船舶中。
[0007]通常已知的是，LNG是清潔燃料并且LNG存儲(chǔ)量大于石油儲(chǔ)備。隨著采礦技術(shù)和運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展，LNG消費(fèi)量已激增。作為L(zhǎng)NG主要成分的甲烷通常在I個(gè)大氣壓下以-162°C或更低的溫度而保存在液體狀態(tài)。液化甲烷的體積約為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣態(tài)甲烷體積的1/600，且液化甲烷的比重為0.42，約為原油比重的一半。
[0008]然而，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度和壓力等可能不同于存儲(chǔ)在罐中的LNG的狀態(tài)。因此，用于通過控制處于液體狀態(tài)的所存儲(chǔ)的LNG的溫度和壓力等而將LNG供給至發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)的研究與開發(fā)還在繼續(xù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在實(shí)施例中，一種用于供給LNG燃料的系統(tǒng)可以只使用一個(gè)加熱器或一個(gè)熱交換器，以便對(duì)于雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)來說將溫度調(diào)節(jié)至所需的水平，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)，降低成本。
[0010]在實(shí)施例中，一種用于供給LNG燃料的系統(tǒng)可以使用乙二醇水對(duì)從LNG存儲(chǔ)罐中輸出的LNG加熱。乙二醇水通過循環(huán)形成在MEGI發(fā)動(dòng)機(jī)上游部分上的第一熱交換器和形成在雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上游部分上的第二熱交換器來對(duì)LNG加熱。其結(jié)果是，通過一體地使用熱源，該系統(tǒng)的效率可以得到增強(qiáng)。
[0011]根據(jù)實(shí)施例的一種用于供給LNG燃料的系統(tǒng)包括:燃料供給管路，其從LNG存儲(chǔ)罐分別連接至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)和低壓發(fā)動(dòng)機(jī)；泵，其形成在所述燃料供給管路上，并且配置為對(duì)從LNG存儲(chǔ)罐中輸出的LNG加壓至高壓；第一熱交換器，其形成在高壓發(fā)動(dòng)機(jī)與泵之間的燃料供給管路上，并且配置為對(duì)從泵供給的LNG加熱；第二熱交換器，其形成在低壓發(fā)動(dòng)機(jī)與LNG存儲(chǔ)罐之間的燃料供給管路上，并且配置為對(duì)從LNG存儲(chǔ)罐供給的處于液體狀態(tài)的LNG蒸發(fā)；以及熱源供給管路，其配置為通過供給乙二醇水至所述第一熱交換器與第二熱交換器來將熱量施加至LNG。
[0012]從所述LNG存儲(chǔ)罐中輸出的處于液體狀態(tài)的LNG可以由所述第二熱交換器蒸發(fā)，不使用額外熱源對(duì)LNG強(qiáng)行加熱。
[0013]所述熱源供給管路可以包括乙二醇加熱器，其配置為對(duì)在所述第一熱交換器或第二熱交換器中與LNG進(jìn)行熱交換的乙二醇水加熱，并且將所加熱的乙二醇水供給至所述第一熱交換器或第二熱交換器。
[0014]所述熱源供給管路可以按順序地將所述乙二醇水供給至所述第一熱交換器與第二熱交換器，或者通過繞過第一熱交換器而將乙二醇水供給至第二熱交換器。
[0015]所述泵可以包括:增壓泵，其配置為對(duì)存儲(chǔ)在所述LNG存儲(chǔ)罐中的或從所述LNG存儲(chǔ)罐中輸出的LNG加壓；以及高壓泵，其配置為對(duì)從所述增壓泵中輸出的LNG加壓至200bar 到 400bar 的壓強(qiáng)。
[0016]所述增壓泵可以將LNG加壓至Ibar到25bar的壓強(qiáng)。
[0017]所述燃料供給管路可以從所述增壓泵的后部分分支，分別連接至所述高壓發(fā)動(dòng)機(jī)與低壓發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0018]所述系統(tǒng)還可以包括減壓裝置，其形成在連接至所述低壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給管路上。
[0019]所述高壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以是MEGI發(fā)動(dòng)機(jī)，所述低壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0020]所述系統(tǒng)還可以包括甲烷值測(cè)量傳感器，其形成在所述燃料供給管路上，并且配置為感測(cè)LNG的甲烷值。
[0021]所述系統(tǒng)還可以包括氣體混合管路，其配置為將產(chǎn)生于所述LNG存儲(chǔ)罐的蒸發(fā)氣體BOG供給至所述第二熱交換器。
[0022]在實(shí)施例中的一種用于供給LNG燃料的系統(tǒng)通過使用用于每個(gè)MEGI發(fā)動(dòng)機(jī)和雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)加熱器或一個(gè)熱交換器來加熱并供給LNG，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)的配置并確保經(jīng)濟(jì)上的可行性。
[0023]在實(shí)施例中的系統(tǒng)通過使用一體地循環(huán)熱交換器的乙二醇水來對(duì)LNG加熱達(dá)所需的溫度。其結(jié)果是，通過簡(jiǎn)化加熱系統(tǒng)，可以得到一個(gè)有效的系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]結(jié)合附圖，參照下面的詳細(xì)說明書，本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中:
[0025]圖1是用于供給LNG燃料的常規(guī)系統(tǒng)的概念圖；
[0026]圖2是根據(jù)實(shí)施例的用于供給LNG燃料的系統(tǒng)的概念圖；
[0027]圖3是示出了根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)中LNG存儲(chǔ)罐的剖視圖；
[0028]圖4是根據(jù)實(shí)施例的用于供給LNG燃料的系統(tǒng)的概念圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在下文中，將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例進(jìn)行更加詳細(xì)地說明。
[0030]圖1是用于供給LNG燃料的常規(guī)系統(tǒng)的概念圖。
[0031]在圖1中，供給LNG燃料的常規(guī)系統(tǒng)I包括LNG存儲(chǔ)罐10、高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20、低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30、泵50、高壓熱交換器61、強(qiáng)制蒸發(fā)器62以及低壓加熱器63。高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20可以是MEGI發(fā)動(dòng)機(jī)，低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30可以是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，泵50可以包括增壓泵51和高壓泵52。下面將要描述的LNG可能包括處于超臨界狀態(tài)等的天然氣NG以及處于液體狀態(tài)的NG。
[0032]在系統(tǒng)I中，從增壓泵51中輸出的LNG在被輸送至高壓泵52之前得以分割。一些LNG由高壓泵52加壓，所加壓的LNG由高壓熱交換器61加熱，然后所加熱的LNG供給到高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20中。其他LNG由增壓泵51加壓，所加壓的LNG由強(qiáng)制蒸發(fā)器62汽化，所汽化的LNG由低壓加熱器63加熱，然后所加熱的LNG供給到低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30中。
[0033]高壓熱交換器61、強(qiáng)制蒸發(fā)器62和低壓加熱器63用于加熱LNG，高壓熱交換器61將LNG加熱至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20所需的40°C至60°C的溫度，強(qiáng)制蒸發(fā)器62蒸發(fā)處于液體狀態(tài)的LNG達(dá)-120°C。低壓加熱器63將LNG加熱至低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需的40°C至60°C的溫度，然后將所加熱的LNG供給至低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30。
[0034]常規(guī)的系統(tǒng)I采用對(duì)供給至低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30的LNG加熱兩次的方法。這是為了確保LNG的甲烷值。具體地講，LNG包括甲烷、乙烷和丙烷。在LNG通過強(qiáng)制蒸發(fā)器62而被加熱至-120°C的情況下，甲烷得以氣化，而乙烷或丙烷保持為霧沫。在這里，LNG的甲烷值可能會(huì)在LNG中的霧沫被除去的情況下得以增加。
[0035]因此，系統(tǒng)I通過使用強(qiáng)制蒸發(fā)器62僅迫使LNG中的甲烷蒸發(fā)及通過霧沫清除器64除去霧沫，從而提高甲烷值。接著，低壓加熱器63再次對(duì)LNG加熱達(dá)低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需要的溫度。這是為了實(shí)現(xiàn)低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需的LNG的甲烷值。
[0036]然而，LNG的溫度應(yīng)保持在一個(gè)特定的溫度，以便僅將LNG中的乙烷或丙烷改變成霧沫且將霧沫除去，從而系統(tǒng)I的驅(qū)動(dòng)效率可能會(huì)惡化。此外，需要用于處理霧沫的設(shè)備，其將物理上地把霧沫與LNG分開且輸出霧沫，從而建立系統(tǒng)I的成本可能會(huì)大大增加。
[0037]圖2是根據(jù)實(shí)施例的用于供給LNG燃料的系統(tǒng)的概念圖，圖3是示出了根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)中LNG存儲(chǔ)罐的剖視圖。
[0038]在圖2中，實(shí)施例中的用于供給LNG燃料的系統(tǒng)2可以包括LNG存儲(chǔ)罐10、高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20、低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30、泵50、第一加熱器71和第二加熱器72。LNG存儲(chǔ)罐10、高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20、低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30、泵50等使用與常規(guī)系統(tǒng)I中相同的附圖標(biāo)記，但是它們可能并不是相同的元件。
[0039]LNG存儲(chǔ)罐10存儲(chǔ)要被供給至發(fā)動(dòng)機(jī)20和30的LNG。LNG存儲(chǔ)罐10存儲(chǔ)處于液體狀態(tài)的LNG。在這里，LNG存儲(chǔ)罐10可以是壓力式罐。
[0040]如圖3所示，LNG存儲(chǔ)罐10可以包括外罐11、內(nèi)罐12和絕熱部13。外罐11可以對(duì)應(yīng)于LNG存儲(chǔ)罐10的外壁且由鋼制成。LNG存儲(chǔ)罐10的橫截面可以是多邊形的形狀。
[0041]內(nèi)罐12形成在外罐11中，并且可以通過支撐件14而被設(shè)置在外罐11中。支撐件14可以形成于內(nèi)罐12之下，并且進(jìn)一步形成在內(nèi)罐12的一側(cè)上，以防止左右移動(dòng)。
[0042]內(nèi)罐12可由不銹鋼制成,并且設(shè)計(jì)成承受5bar至1bar (例如,6bar)的壓強(qiáng)。這是因?yàn)閮?nèi)罐12的內(nèi)部壓力可能根據(jù)內(nèi)罐12中的LNG蒸發(fā)以產(chǎn)生蒸發(fā)氣體而得以增加。
[0043]在實(shí)施例中，擋板15可以被包括在內(nèi)罐12中。擋板15可以是格子形狀的板。內(nèi)罐12的內(nèi)部壓力可能因擋板15而均勻地分布，從而防止內(nèi)罐12的僅一部分被集中地施加壓力。
[0044]絕熱部13可能位于內(nèi)罐12與外罐11之間，并且可以防止外部的熱能量被傳遞至內(nèi)罐12。在這里，絕熱部13可以處于真空狀態(tài)。與普通罐相比，當(dāng)絕熱部13處于真空時(shí)，LNG存儲(chǔ)罐10可能更有效地承受高壓。例如，通過使用處于真空的絕熱部13，LNG存儲(chǔ)罐10可以承受5bar至20bar的壓力。
[0045]由于實(shí)施例中的系統(tǒng)2使用包括可以位于外罐11與內(nèi)罐12之間且處于真空的絕熱部13的LNG存儲(chǔ)罐10，所以可以最低限度地生成蒸發(fā)氣體。此外，LNG存儲(chǔ)罐10可能不會(huì)打破或損壞，即使其內(nèi)部壓力增加。
[0046]發(fā)動(dòng)機(jī)20和30由從LNG存儲(chǔ)罐10供給的LNG而得以驅(qū)動(dòng)，以產(chǎn)生動(dòng)力。在這里，發(fā)動(dòng)機(jī)20和30包括高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20和低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30。高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20可以是MEGI發(fā)動(dòng)機(jī)，低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30可以是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0047]在發(fā)動(dòng)機(jī)20和30中，氣缸(未示出)內(nèi)的活塞(未示出)根據(jù)LNG的燃燒而產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而連接至活塞的曲軸(未示出)可以旋轉(zhuǎn)，并且連接至曲軸的軸(未示出)可以旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)20和30被驅(qū)動(dòng)時(shí)，連接至軸的推進(jìn)器(未示出)旋轉(zhuǎn)，從而使船舶向前或向后移動(dòng)。
[0048]在實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)20和30可以是用于驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器的發(fā)動(dòng)機(jī)，或者用于產(chǎn)生電力或動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)。即，發(fā)動(dòng)機(jī)20和30的類型不限。然而，發(fā)動(dòng)機(jī)20和30可以是通過燃燒LNG而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)。
[0049]低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30可以是DFDE發(fā)動(dòng)機(jī)，其中LNG和油不是混合供給，而是選擇性地供給。這防止LNG與油混合，所以低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30的效率可能不會(huì)惡化。LNG的燃燒溫度不同于油的燃燒溫度。
[0050]在實(shí)施例中，高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20可能會(huì)接收來自第一加熱器71的處于超臨界狀態(tài)(40°C至60°C、200bar至400bar)的LNG，然后在氣缸內(nèi)將所接收到的LNG與燃料一起燃燒，從而引爆LNG。在這里，燃料裝置引燃噴入氣缸內(nèi)的燃料以燃燒LNG，并且其在氣缸內(nèi)被加熱到1，OOO0C以上的溫度，以便燃燒LNG。
[0051]低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30可能會(huì)接收來自第二加熱器72的氣化的LNG (40°C至60°C、5bar至lObar)，并且將所接收的LNG與燃料一起燃燒，從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。供給至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20和低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30的LNG的狀態(tài)可能根據(jù)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)20和30所需要的LNG的狀態(tài)而不同。
[0052]用于輸送LNG的燃料供給管路40可以設(shè)置在LNG存儲(chǔ)罐10與發(fā)動(dòng)機(jī)20和30之間。泵50、第一加熱器71、第二加熱器72等可以設(shè)置在燃料供給管路40上，從而使LNG供給至發(fā)動(dòng)機(jī)20和30。
[0053]在這里，燃料供給閥(未示出)裝配在燃料供給管路40上，供給的LNG的量可以根據(jù)燃料供給閥的開啟程度而得以調(diào)整。
[0054]燃料供給管路40從增壓泵51的后部分分支，從而LNG可以通過燃料供給管路40的相應(yīng)部分而被供給至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20和低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30。高壓泵52和第一加熱器71可以形成在對(duì)應(yīng)于高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20的燃料供給管路40的一部分上，第二加熱器72可以形成在對(duì)應(yīng)于低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30的燃料供給管路40的其它部分上。
[0055]泵50設(shè)置在燃料供給管路40上并且對(duì)從LNG存儲(chǔ)罐10中輸出的LNG加壓至高壓。泵50可以包括增壓泵51和高壓泵52。
[0056]增壓泵51可以設(shè)置在連接于LNG存儲(chǔ)罐10與高壓泵52之間的燃料供給管路40上，或在LNG存儲(chǔ)罐10中。增壓泵51供給足夠量的LNG至高壓泵52，從而防止高壓泵52的穴化。
[0057]增壓泵51可以從LNG存儲(chǔ)罐10中提取LNG，并且在幾個(gè)bar至幾十個(gè)bar的范圍內(nèi)對(duì)所提取的LNG加壓。其結(jié)果是，LNG可由增壓泵51而被加壓至Ibar至25bar的壓強(qiáng)。由增壓泵51所加壓的LNG可以具有比低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需要的壓力更高的壓力，從而系統(tǒng)2還可以包括設(shè)置在連接至低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30的燃料供給管路40上的減壓裝置(未示出)。
[0058]存儲(chǔ)在LNG存儲(chǔ)罐10中的LNG可能處于液體狀態(tài)。在這種情況下，增壓泵51可對(duì)從LNG存儲(chǔ)罐10中輸出的LNG加壓，以將壓力和溫度增加得高一點(diǎn)，并且由增壓泵51所加壓的LNG可能仍然處于液體狀態(tài)。
[0059]高壓泵52對(duì)從LNG存儲(chǔ)罐10中輸出的LNG加壓至高壓，且所加壓的LNG供給至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20。LNG以約1bar的壓強(qiáng)從LNG存儲(chǔ)罐10中輸出，然后由增壓泵51進(jìn)行第一次加壓。高壓泵52對(duì)由增壓泵51所加壓的處于液體狀態(tài)的LNG第二次加壓，并且將所第二次加壓的LNG供給至第一加熱器71。
[0060]在這里，高壓泵52可以對(duì)LNG加壓，例如達(dá)高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20所需的200bar至400bar的壓強(qiáng)，并將所加壓的LNG供給至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20，所以高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20可以通過使用LNG而產(chǎn)生推進(jìn)。
[0061]高壓泵52可以對(duì)從增壓泵51中輸出的處于液體狀態(tài)的LNG加壓至高壓并且使LNG相變，從而使LNG處于超臨界狀態(tài)，具有比臨界點(diǎn)更高的溫度和壓力。處于超臨界狀態(tài)的LNG的溫度可以是_20°C或更低，高于臨界溫度。
[0062]高壓泵52可以通過對(duì)處于液體狀態(tài)的LNG加壓至高壓而將處于液體狀態(tài)的LNG改變至處于過冷液體狀態(tài)的LNG。在這里，過冷液體狀態(tài)指的是這樣的狀態(tài)，也就是LNG的壓力高于臨界壓力且LNG的溫度低于臨界溫度。
[0063]特別地，高壓泵52可對(duì)從增壓泵51中輸出的處于液體狀態(tài)的LNG加壓達(dá)200bar至400bar的高壓，但是使LNG的溫度低于臨界溫度，從而使LNG的狀態(tài)相變至過冷液體狀態(tài)。在這里，處于過冷液體狀態(tài)的LNG的溫度可以例如是_140°C至_60°C，這低于臨界溫度。
[0064]由第一加熱器71施加至LNG的熱量可能會(huì)根據(jù)LNG由高壓泵52如何相變而不同。在高壓泵52使LNG的狀態(tài)相變至超臨界狀態(tài)的情況下，第一加熱器71將LNG從_20°C的溫度加熱至40°C至60°C的溫度。在高壓泵52使LNG的狀態(tài)相變至過冷液體狀態(tài)的情況下，第一加熱器71將LNG從-60°C的溫度加熱至40°C至60°C的溫度。
[0065]第一加熱器71設(shè)置在位于高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20與泵50之間的燃料供給管路40上，并且對(duì)從泵50供給的LNG加熱。用于將LNG供給至第一加熱器71的泵50可以是高壓泵51。第一加熱器71對(duì)處于過冷液體狀態(tài)或超臨界狀態(tài)的LNG加熱，同時(shí)基本保持從高壓泵52中輸出的200bar至400bar的壓強(qiáng)，從而將LNG改變成處于從40°C至60°C的超臨界狀態(tài)的LNG。隨后，第一加熱器71可以將改變的LNG供給至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20。
[0066]第一加熱器71可以是用于使用從鍋爐(未示出)供給的蒸汽來加熱LNG的蒸汽加熱器、用于使用電能來加熱LNG的電熱器，或者用于使用產(chǎn)生于船舶中的發(fā)電機(jī)或其他設(shè)備的廢熱來加熱LNG的加熱器。第二加熱器72可以類似于第一加熱器71。在這里，第一加熱器71和第二加熱器72可以通過相應(yīng)的蒸汽供給管路(未示出)而連接至一鍋爐，并且可以接收來自鍋爐的蒸汽。
[0067]第二加熱器72設(shè)置在位于低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30與LNG存儲(chǔ)罐10之間的燃料供給管路40上，并且蒸發(fā)從LNG存儲(chǔ)罐10供給的處于液體狀態(tài)的LNG。燃料供給管路40從增壓泵51的后部分分支，燃料供給管路40的一部分連接至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20，燃料供給管路40的另一部分連接至低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30。其結(jié)果是，第二加熱器72可以接收來自增壓泵51的LNG，并且對(duì)所接收的LNG加熱。LNG可以由第二加熱器72從液體狀態(tài)相變至氣體狀態(tài)。
[0068]特別是，從增壓泵51中輸出的LNG可以具有幾個(gè)bar至幾十個(gè)bar的壓力和-160°C至_140°C的溫度。在這里，第二加熱器72可以提升LNG的溫度達(dá)40°C至60°C，對(duì)應(yīng)于低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需的溫度。
[0069]在從增壓泵51中輸出的壓力對(duì)應(yīng)于低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需的壓力的情況下，LNG可能會(huì)被平穩(wěn)地供給，即使沒有壓力變化。然而，在從增壓泵51中輸出的壓力高于低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需的壓力的情況下，在驅(qū)動(dòng)低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30方面可能存在問題。通過使用設(shè)置在連接至低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30的燃料供給管路40上的減壓裝置(未示出)，實(shí)施例中的系統(tǒng)2可以減少LNG的壓力，從而滿足低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需的壓力。
[0070]在實(shí)施例中，在從LNG存儲(chǔ)罐10中輸出的或從增壓泵51中輸出的處于液體狀態(tài)的LNG可以通過第二加熱器72蒸發(fā)，不使用額外熱源強(qiáng)行加熱LNG (不包括由外部熱量滲透加熱)。即，當(dāng)LNG從增壓泵51供給至低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30時(shí)，LNG直接由第二加熱器72蒸發(fā)。
[0071]實(shí)施例中的系統(tǒng)2可以通過由第二加熱器72的單獨(dú)加熱而將LNG的溫度提高至低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需要的溫度，而不是由強(qiáng)制蒸發(fā)器62和低壓加熱器63加熱兩次。因此，系統(tǒng)2可以得到簡(jiǎn)化，成本可以得到減少。此外，便于控制系統(tǒng)2，因?yàn)橄到y(tǒng)2直接加熱LNG達(dá)低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需的溫度。
[0072]在實(shí)施例中的系統(tǒng)2還可以包括氣體混合管路41，其用于將從LNG存儲(chǔ)罐10輸出的蒸發(fā)氣體BOG供給至第二加熱器72。BOG可以由于各種原因而自然產(chǎn)生，比如從外部滲透至LNG存儲(chǔ)罐10的熱量，并且其可以具有對(duì)應(yīng)于LNG存儲(chǔ)罐10的內(nèi)部壓力的壓力。
[0073]以往，產(chǎn)生于LNG存儲(chǔ)罐10的BOG是通過簡(jiǎn)單地將BOG排放至外面而得到處理。然而，實(shí)施例中的系統(tǒng)2將BOG供給至第二加熱器72，在第二加熱器72中混合并加熱所供給的BOG和從增壓泵51供給的LNG，然后將混合的BOG與LNG供給至低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30。其結(jié)果是，系統(tǒng)2可以防止浪費(fèi)B0G。
[0074]實(shí)施例中的系統(tǒng)2還可以包括設(shè)置在燃料供給管路40上的且用于感測(cè)LNG的甲烷值的甲烷值測(cè)量傳感器(未示出)。通過強(qiáng)制蒸發(fā)器62從LNG中除去乙烷等，常規(guī)系統(tǒng)I提高了 LNG的甲烷值。然而，實(shí)施例中的系統(tǒng)2在不強(qiáng)行蒸發(fā)LNG的情況下通過甲烷值測(cè)量傳感器來測(cè)量LNG的甲烷值，并且當(dāng)LNG的甲烷值較低時(shí)將具有高甲烷值的BOG供給至燃料供給管路40，從而調(diào)節(jié)LNG的甲烷值至低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需的甲烷值。也就是說，通過氣體混合管路41供給至第二加熱器72的BOG的量可能根據(jù)甲烷值測(cè)量傳感器的測(cè)量結(jié)果而不同。在這種情況下，BOG流入閥(未示出)可以設(shè)置在氣體混合管路41上。
[0075]由于實(shí)施例中的系統(tǒng)2在其將LNG供給至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20和低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30時(shí)通過第一加熱器71和第二加熱器72將LNG的狀態(tài)改變至每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)20和30所需的狀態(tài)，所以通過省略用于除去霧沫等的裝置，系統(tǒng)2可以得到簡(jiǎn)化，并且系統(tǒng)2的建造成本和維護(hù)成本可以得到減少。
[0076]圖4是根據(jù)實(shí)施例的用于供給LNG燃料的系統(tǒng)的概念圖。
[0077]在圖4中，實(shí)施例中的用于供給LNG燃料的系統(tǒng)3可以包括LNG存儲(chǔ)罐10、高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20、低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30、泵50、第一熱交換器81、第二熱交換器82、熱源供給管路80以及乙二醇加熱器90。由于除了第一熱交換器81、第二熱交換器82、熱源供給管路80以及乙二醇加熱器90之外的本實(shí)施例中的其它元件與在圖2所示的實(shí)施例中的元件相類似，所以將省略關(guān)于類似元件的任何進(jìn)一步的描述。
[0078]第一熱交換器81設(shè)置在高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20與泵50之間的燃料供給管路40上，并且對(duì)從泵50供給的LNG加熱。用于將LNG供給至第一熱交換器81的泵50可以是高壓泵52。第一熱交換器81可以加熱處于過冷液體狀態(tài)或超臨界狀態(tài)的LNG，同時(shí)基本保持從高壓泵52中輸出的200bar至400bar的壓力，從而將LNG改變成處于40°C至60°C的超臨界狀態(tài)的LNG。隨后，第一熱交換器81可以將改變的LNG供給至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20。
[0079]熱源供給管路80可以連接至第一熱交換器81，以供給乙二醇水。乙二醇水施加熱量至流過第一熱交換器81的LNG，并且乙二醇水通過LNG而失去熱量。其結(jié)果是，乙二醇水可被冷卻，LNG可被加熱。這時(shí)，冷卻的乙二醇水可能會(huì)通過熱源供給管路80從第一熱交換器81流至乙二醇加熱器90。
[0080]第二熱交換器82設(shè)置在低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30與LNG存儲(chǔ)罐10之間的燃料供給管路40上，并且蒸發(fā)從LNG存儲(chǔ)罐10中供給的處于液體狀態(tài)的LNG。第二熱交換器82可以接收來自增壓泵51的LNG，并且加熱所接收的LNG，從而LNG的狀態(tài)可能會(huì)從液體狀態(tài)改變成氣體狀態(tài)。
[0081]第二熱交換器82可以像第一熱交換器81那樣連接至熱源供給管路80，通過熱源供給管路80接收乙二醇水，以及通過使用所接收的乙二醇水加熱LNG。乙二醇水在其流過第二熱交換器82時(shí)可以得到冷卻，并且LNG可以得到蒸發(fā)。
[0082]熱源供給管路80通過將乙二醇水供給至第一熱交換器81和第二熱交換器82而施加熱量至LNG。熱源供給管路80可以包括乙二醇加熱器90，用于加熱通過在第一熱交換器81或第二熱交換器82中與LNG進(jìn)行熱交換而冷卻的乙二醇水，以及將所加熱的乙二醇水供給至第一熱交換器81或第二熱交換器82。乙二醇加熱器90可以將由鍋爐(未示出)產(chǎn)生的蒸汽與乙二醇水進(jìn)行熱交換，從而加熱乙二醇水。
[0083]由乙二醇加熱器90加熱的乙二醇水可以在第一熱交換器81或第二熱交換器82中加熱LNG，從而對(duì)LNG加熱。在這里，乙二醇水可被供給至第一熱交換器81與第二熱交換器82中的每個(gè)，然后流至熱源供給管路80，或者按順序地供給至第一熱交換器81和第二熱交換器82。在實(shí)施例中，一些乙二醇水可通過繞過第一熱交換器81而被供給至第二熱交換器82。
[0084]特別地，從乙二醇加熱器90中輸出的乙二醇水的一部分在第一熱交換器81中加熱LNG，流至第二熱交換器82，然后在第二熱交換器82中再次加熱LNG。其他的乙二醇水可通過繞過第一熱交換器81而在第二熱交換器82中加熱LNG。即，第二熱交換器82可通過使用在第一熱交換器81中與LNG進(jìn)行熱交換的乙二醇水及從乙二醇加熱器90供給的乙二醇水而加熱LNG。在實(shí)施例中，乙二醇水可按順序地供給至第二熱交換器82和第一熱交換器81，或者通過繞過第二熱交換器82而供給至第一熱交換器81。如上所述，熱源供給管路80實(shí)現(xiàn)供給乙二醇水的各種方法。這將有效地增加LNG的溫度，同時(shí)高效地加熱LNG。
[0085]通過使用第二熱交換器82，實(shí)施例中的系統(tǒng)3可以蒸發(fā)從LNG存儲(chǔ)罐10或增壓泵51中輸出的處于液體狀態(tài)的LNG，不使用額外的熱源強(qiáng)行加熱LNG，如上面實(shí)施例中的情況。從增壓泵51中輸出的LNG可以直接由第二熱交換器82加熱。在這種情況下，實(shí)施例中的系統(tǒng)3可以使用甲烷值測(cè)量傳感器和氣體混合管路41，以使得LNG的甲烷值滿足低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30所需的甲烷值。由于甲烷值測(cè)量傳感器和氣體混合管路41與上面的實(shí)施例相同，所以將省略關(guān)于甲烷值測(cè)量傳感器和氣體混合管路41的描述。
[0086]在實(shí)施例中，通過使用第一熱交換器81和第二熱交換器82同時(shí)將LNG供給至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)20和低壓發(fā)動(dòng)機(jī)30，并且通過一個(gè)乙二醇水循環(huán)對(duì)LNG進(jìn)行加熱，LNG的狀態(tài)可能改變成每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)20和30所需的狀態(tài)。其結(jié)果是，該系統(tǒng)可以更加有效地運(yùn)行。
[0087]雖然已經(jīng)參照了多個(gè)示例性實(shí)施例對(duì)實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出將落入本公開的原理的精神和范圍之內(nèi)的許多其他的修改和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于供給LNG燃料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 燃料供給管路，其從LNG存儲(chǔ)罐分別連接至高壓發(fā)動(dòng)機(jī)和低壓發(fā)動(dòng)機(jī)； 泵，其設(shè)置在所述燃料供給管路上，并且配置為對(duì)從所述LNG存儲(chǔ)罐中輸出的LNG加壓至高壓； 第一熱交換器，其設(shè)置在所述高壓發(fā)動(dòng)機(jī)與泵之間的燃料供給管路上，并且配置為對(duì)從所述泵供給的LNG加熱； 第二熱交換器，其設(shè)置在所述低壓發(fā)動(dòng)機(jī)與LNG存儲(chǔ)罐之間的燃料供給管路上，并且配置為對(duì)從所述LNG存儲(chǔ)罐供給的處于液體狀態(tài)的LNG蒸發(fā)；以及 熱源供給管路，其配置為通過供給乙二醇水至所述第一熱交換器與第二熱交換器來將熱量施加至LNG。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，從所述LNG存儲(chǔ)罐中輸出的處于液體狀態(tài)的LNG由所述第二熱交換器蒸發(fā)，不使用額外熱源對(duì)LNG強(qiáng)行加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述熱源供給管路包括: 乙二醇加熱器，其配置為對(duì)在所述第一熱交換器或第二熱交換器中與LNG進(jìn)行熱交換的乙二醇水加熱，并且將所加熱的乙二醇水供給至所述第一熱交換器或第二熱交換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述熱源供給管路按順序地將所述乙二醇水供給至所述第一熱交換器與第二熱交換器，或者通過繞過所述第一熱交換器而將所述乙二醇水供給至所述第二熱交換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述泵包括: 增壓泵，其配置為對(duì)存儲(chǔ)在所述LNG存儲(chǔ)罐中的或從所述LNG存儲(chǔ)罐中輸出的LNG加壓；以及 高壓泵，其配置為對(duì)從所述增壓泵中輸出的LNG加壓至200bar到400bar的壓強(qiáng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述增壓泵將LNG加壓至Ibar到25bar的壓強(qiáng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述燃料供給管路從所述增壓泵的后部分分支，分別連接至所述高壓發(fā)動(dòng)機(jī)與低壓發(fā)動(dòng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 減壓裝置，其設(shè)置在連接至所述低壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給管路上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述高壓發(fā)動(dòng)機(jī)是MEGI發(fā)動(dòng)機(jī)，所述低壓發(fā)動(dòng)機(jī)是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 甲烷值測(cè)量傳感器，其設(shè)置在所述燃料供給管路上，并且配置為感測(cè)LNG的甲烷值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 氣體混合管路，其配置為將產(chǎn)生于所述LNG存儲(chǔ)罐的蒸發(fā)氣體BOG供給至所述第二熱交換器。
【文檔編號(hào)】F02M21/06GK104033288SQ201310552095
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月6日
【發(fā)明者】姜珉鎬, 李鐘范, 韓周錫, 許喜承 申請(qǐng)人:現(xiàn)代重工業(yè)株式會(huì)社