[发明专利]船舶、船舶的蒸发气体处理系统及其方法

说明书

一种船舶、船舶的蒸发气体处理系统及其方法，包括：蒸发气体热交换器，设置在存储槽下游并冷却第一流体；压缩机，在蒸发气体热交换器下游并压缩从存储槽排放的蒸发气体的部分；额外压缩机，与压缩机平行地设置在蒸发气体热交换器下游，压缩蒸发气体另一部分；制冷剂热交换器，冷却经冷却的第一流体；制冷剂减压装置，膨胀第二流体并将其送回制冷剂热交换器；第一减压装置，使经蒸发气体热交换器及制冷剂热交换器冷却的第一流体膨胀；以及第三减压装置，使第三流体膨胀，并将其发送回蒸发气体热交换器，蒸发气体热交换器以从存储槽排放蒸发气体及第三流体作为制冷剂且制冷剂热交换器以经过制冷剂减压装置蒸发气体作为制冷剂冷却第一及第二流体。

技术领域

本发明涉及一种船舶，且更具体来说涉及一种包括用于将在存储槽中产生的蒸发气体中的在用作发动机的燃料之后剩余的蒸发气体重新液化的系统的船舶、船舶的蒸发气体处理系统及其方法。

背景技术

近年来，全球范围内对例如液化天然气(liquefied natural gas，LNG)等液化气体的消耗已急剧增加。由于通过在低温下将气体液化而获得的液化气体的体积比气体的体积小得多，因此液化气体具有能够提高存储及运输效率的优点。另外，包括液化天然气的液化气体可在液化过程期间移除或减少空气污染物，且因此也可被视作环境友好型燃料且在燃烧期间排出较少的空气污染物。

液化天然气是通过将甲烷系天然气冷却到约-162℃从而液化而获得的无色透明液体，且具有比天然气的体积小约1/600的体积。因此，为非常高效地运输天然气，所述天然气需要在被液化后进行运输。

然而，由于在正常压力下天然气的液化温度是为-162℃的低温温度(cryogenictemperature)，因此液化天然气对于温度变化敏感且易于蒸发。因此，存储液化天然气的存储槽会经历热绝缘过程(heat insulating process)。然而，由于外部的热量被持续地发送到存储槽，因此在液化天然气的运输期间会随着液化天然气在存储槽中自然地持续汽化而产生蒸发气体(boil-off gas，BOG)。对于例如乙烷等其他低温液化气体来说同样如此。

蒸发气体是一种损耗(loss)且是运输效率方面的重要问题。另外，如果蒸发气体积累在存储槽中，则所述槽的内部压力可能过度升高，且如果所述槽的内部压力变得更严重，则所述槽极有可能受到损坏。因此，已研究出各种用于处理在存储槽中产生的蒸发气体的方法。近年来，为处理蒸发气体，已使用一种将蒸发气体重新液化并将经重新液化的所述蒸发气体返回到存储槽的方法、一种使用蒸发气体作为如船舶的发动机等燃料消耗场所的能源的方法、或类似方法。

作为将蒸发气体重新液化的方法，存在一种通过使用单独的制冷剂的制冷循环对蒸发气体与制冷剂进行热交换来将所述蒸发气体重新液化的方法、一种在不使用单独的制冷剂的条件下以蒸发气体自身作为制冷剂将所述蒸发气体重新液化的方法、或类似方法。具体来说，采取后一种方法的系统被称为局部重新液化系统(partial re-liquefactionSystem，PRS)。

一般来说，一方面，作为用于船舶的发动机中的可使用天然气来作为燃料的发动机，存在例如双燃料柴电(Dual Fuel Diesel Electric，DFDE)发动机及M型电控气体喷射(M-type,Electrically Controlled,Gas Injection，ME-GI)发动机等气体燃料发动机。

DFDE发动机采用由四个冲程组成且以近似6.5巴(bar)的相对低的压力向燃烧气体入口中喷射天然气并随着活塞抬升而对所述天然气进行压缩的奥托循环(Otto cycle)。

ME-GI发动机采用由两个冲程组成的狄赛尔循环(diesel cycle)且采取将接近300巴(bar)的高压天然气直接喷射到位于活塞的上止点(top dead point)周围的燃烧室中的狄赛尔循环。近年来，对具有更好的燃料效率及助推效率的ME-GI发动机的关注增加。

发明内容

技术问题