[发明专利]蒸发气体再液化系统

说明书

本发明公开一种蒸发气体再液化系统。蒸发气体再液化系统包括：压缩机，用于压缩蒸发气体；热交换器，用于使由压缩机压缩的蒸发气体经受热交换，且由此通过使用在由压缩机压缩之前的蒸发气体作为制冷剂使其冷却；以及减压装置，安装于热交换器的后端。蒸发气体再液化系统包括以下中的至少一个：第一温度传感器，安装在热交换器的低温流动路径的前端；和第四温度传感器，安装在热交换器的高温流动路径的后端；第二温度传感器，安装在热交换器的低温流动路径的后端，和第三温度传感器，安装在热交换器的高温流动路径的前端；以及第一压力传感器，安装在热交换器的高温流动路径的前端，和第二压力传感器，安装在热交换器的高温流动路径的后端。

技术领域

本发明涉及一种用于再液化经由液化气的自然汽化产生的蒸发气体(boil-offgas，BOG)的方法和系统，且更具体地说，涉及一种蒸发气体再液化系统，其中在待作为燃料供应到发动机的液化天然气(liquefied natural gas，LNG)船的存储槽中产生的蒸发气体当中，高于发动机的燃料要求的过剩的蒸发气体使用蒸发气体作为制冷剂而再液化。

背景技术

最近，全世界范围内例如液化天然气(liquefied natural gas，LNG)等液化气的消耗一直快速增加。通过将天然气冷却到极低温度而获得的液化气具有比天然气小得多的体积，且因此更加适于存储和运输。此外，因为天然气中的空气污染物可在液化过程期间减少或移除，所以例如LNG等液化气是燃烧后具有低空气污染物放射的对生态环境友好的燃料。

液化天然气是通过将主要由甲烷(methane)组成的天然气冷却到约-163℃以液化所述天然气而获得的无色且透明的液体，且具有约为天然气的体积的1/600的体积。因此，天然气的液化实现极其有效的运输。

然而，因为天然气在常压下在-163℃的极低温度下液化，所以液化天然气可能容易因温度的小改变而汽化。尽管液化天然气存储槽是绝缘的，但外部热量可连续传递到存储槽，从而致使运输中的液化天然气自然地汽化，由此产生蒸发气体(boil-off gas，BOG)。

蒸发气体的产生意味着液化天然气的损失，且因此对运输效率有很大影响。此外，当蒸发气体在存储槽中累积时，存在存储槽内部的压力过度增加从而致使对槽的损坏的风险。已经进行各种研究来处理液化天然气存储槽中产生的蒸发气体。最近，为了处理蒸发气体，已提出将蒸发气体再液化以返回到液化天然气存储槽的方法、将蒸发气体用作例如船舶发动机等燃料消耗源中的能量源的方法，等等。

用于蒸发气体的再液化的方法的实例包含：使用具有单独制冷剂的制冷循环的方法，其中允许蒸发气体与制冷剂交换热量以便再液化；以及使用蒸发气体作为制冷剂来再液化蒸发气体而无任何单独制冷剂的方法。具体地说，采用后一方法的系统称为部分再液化系统(partial re-liquefaction system，PRS)。

能够由天然气加燃料的船舶发动机的实例包含燃气发动机，例如DFDE、X-DF以及ME-GI。

DFDE发动机具有每循环四个冲程且使用奥托循环(Otto cycle)，其中将具有约6.5bar的相对低压力的天然气注入到燃烧空气入口中，然后向上推动活塞以压缩气体。

X-DF发动机具有每循环两个冲程，且利用使用具有约16bar的压力的天然气作为燃料的奥托循环。

ME-GI发动机具有每循环两个冲程且使用狄塞尔循环(diesel cycle)，其中将具有约300bar的高压的天然气直接注入到燃烧腔室中在活塞的上止点附近。

发明内容

技术问题

由此，当液化天然气(LNG)存储槽中产生的蒸发气体(BOG)经压缩且在无单独制冷剂的情况下经由使用蒸发气体进行热交换而再液化时，为了再液化效率有必要使用油润滑型汽缸在高压力下压缩蒸发气体。