CN204323672U - 一种lng动力船的燃料储存与供给*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及LNG动力船的燃料储存与供给***，包括2个LNG储罐、2个缓冲罐、高压泵、高压气化器、低压气化器、冷能利用装置、气体加热器、再液化装置、辅锅炉和废气锅炉；所述2个LNG储罐级联并通过LNG储罐内部的LNG潜液泵将LNG送至第一缓冲罐和低压气化器中，所述第一缓冲罐通过高压泵连接有冷能利用换热器，同时冷能利用换热器和冷能利用装置构成冷媒循环***；所述冷能利用换热器和高压气化器连接，高压气化器和第二缓冲罐连接；所述低压气化器连接有双燃料发电柴油机；所述的第二缓冲罐连接有双燃料主柴油机；本实用新型解决了LNG储罐的BOG气体在长时间锚泊和船舶修理时出现的压力过高问题，避免了因储罐压力过高而导致的甲烷排放问题。

Description

一种LNG动力船的燃料储存与供给***

技术领域

本实用新型涉及LNG动力船的燃料储存与供给***，属于水上交通运输装备制造技术领域。

背景技术

现在大多数船舶的动力装置都采用重燃油作为燃料，但这种燃料燃烧后的废气中SO₂和NO_X含量较高，污染严重。随着人们对环境保护的重视，排放限制越来越严格，欧美等发达国家已经建立了自己的排放控制区，在规定时间内要达到TierIII排放标准，并随着国际海事组织和各国政府对船舶排放控制规定的出台和生效，燃料油已经不能满足这些法规对排放的要求。需要采用新的技术，来满足这些法规的要求。在限排区域只能采用低硫燃油，但是燃油费用太高，如果采用普通燃料油，那就要采用船舶排放气体后处理装置，该方法成本高，效果不是很理想，因此，就出现了较理想的替代燃料——LNG，船舶采用天然气燃料可减少30％以上的碳排放和氮氧化物排放、98％以上的硫化物排放和30％左右的燃料费用。因此，船舶改用天然气为燃料是节能减排、提高运输效益最为直接有效的措施。近年来，大部分船东都在考虑将其现有船舶改造成以LNG为主要燃料的船舶，至少改造成以LNG为辅助燃料的船舶，以便能在国外排放控制区内燃用LNG，达到排放标准。

LNG是液化天然气(liquefied natural gas)的英语缩写。主要成分是甲烷。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，LNG的重量仅为同体积水的45％左右，热值为52MMBtu/t(1MMBtu＝2.52×108cal)。天然气相比燃油具有储量大、成本低、清洁环保高效等优势，随着国际海事组织对船舶有害气体排放的要求日益严格，船舶发动机技术不断发展，设计节能高效、绿色环保的标准船型势在必行，双燃料动力推进***会在更多的船舶新造和改装项目上得到应用。液化天然气与燃油相比，液化天然气密度 较低，相同重量的液化天然气所占体积几乎是燃油体积的2倍，若全部采用液化天然气作为动力需要的储气罐较多，占用空间较大，就需要相应地减少货舱的空间，影响货舱数量；在保证载货吨位的前提下，就会影响航程。由于液化天然气是新兴资源，各个港口码头的基础设施未能及时跟上发展，很多港口码头都没有设置液化天然气加气站，目前只在欧洲少数几个港口设有液化天然气加气站，导致船舶在靠岸加气时存在诸多不便，无法在任意港口及时补充燃料。但随着港口LNG加注设施的不断改善，目前已经有越来越多的港口在建或计划建设LNG加注设施，同时，船舶的LNG的储运和加注也在不断的研究与应用。

LNG作为燃料在内河船舶有一定的应用，但是其技术含量相对较低，对大型船舶的借鉴意义不大，因此，在大型船舶上还要解决许多问题，一方面是LNG燃料的储存与供给***的优化与设计，解决如储罐的布置和供气的方案等存在的困难，另一方面，针对LNG动力船的***进行节能减排的进一步开发与设计等，如目前LNG的冷能没有开发与利用，每生产一吨LNG的动力消耗约为850kWh，而LNG气化成常温气体的过程中将释放出大量的冷能，气化潜热值830～860kJ/kg，目前大多采用柴油机缸套冷却水或者锅炉蒸汽加热，不仅浪费了冷能，而且还需要大量的热源。储罐的BOG在长时间锚泊和船舶修理时出现压力过高而通过安全阀排放大气，不仅有能源的经济损失，而且甲烷对大气的温室效应尤为严重。本实用新型专利针对上述问题进行优化设计来解决，从而弥补现有技术中的不足，节约了能源。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述的不足，提供了一种LNG动力船的燃料储存与供给***，储罐放置于主甲板上而不是货舱内部，克服了占用货舱空间、减少船舶舱容的弊端；冷能利用装置充分利用LNG气化时释放出的大量冷能，不仅利用了冷能，而且还节省了大量热源；再液化装置对LNG储罐中的BOG进行液化处理，防止了BOG的溢出伴随的污染大气的风险。

实现上述目的的技术措施：

本实用新型包括2个LNG储罐、2个缓冲罐、高压泵、高压气化器、低压气化器、冷能利用装置、气体加热器、再液化装置、辅锅炉和废气锅炉；所述2个LNG储罐级联并通过LNG储罐内部的LNG潜液泵将LNG送至第一缓冲罐和低压气化器中，所述第一缓冲罐通过高压泵连接有冷能利用换热器，同时冷能利用换热器和冷能利用装置构成冷媒循环***；所述冷能利用换热器和高压气化器连接，高压气化器和第二缓冲罐连接；所述低压气化器连接有双燃料发电柴油机(DF-GE)；所述的第二缓冲罐连接有双燃料主柴油机(MG/GI)

进一步的，所述的2个LNG储罐经另一条管路分别和再液化装置、气体加热器、辅锅炉和废气锅炉连接构成BOG气体循环回路。

进一步的，所述废气锅炉和双燃料主柴油机连接。

进一步的，所述2个LNG储罐安装在VLCC船上层建筑之前的主甲板上，2个LNG储罐通过加注管道分别和设置在船甲板两端的加注站连接。

进一步的，所述冷能利用装置包括冷媒循环泵、冷库以及船舶空调，冷能利用换热器通过冷媒循环泵和冷库连接，冷库和船舶空调连接，船舶空调和冷能利用换热器连接构成冷媒循环***。

本实用新型的有益效果：船舶在长时间锚泊、船舶修理及其他特殊情况下，由于LNG不消耗或者消耗太少，这时候LNG储罐因不断从外界吸热导致储罐的压力不断上升，当达到安全阀的设定值，BOG就有可能溢出，针对这种情况，采用***中的再液化装置对LNG储罐中的BOG进行制冷处理，采用氮气为制冷剂，利用布雷顿制冷循环原理，通过本再液化***就避免了储罐产生BOG溢出的问题。

附图说明

图1为本实用新型的***连接图；

图2为本实用新型的甲板布置图；

图3为本实用新型的冷能利用装置的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，本实用新型包括再液化装置1、气体加热器2、LNG储罐3、第一缓冲罐4、高压泵5、低压气化器6、冷能利用装置7、双燃料发电柴油机8、高压气化器9、第二缓冲罐10、双燃料主柴油机11和冷能利用换热器12；2个LNG储罐3级联并通过LNG储罐3内部的LNG潜液泵将LNG送至第一缓冲罐4和低压气化器6中；第一缓冲罐4通过高压泵5连接有冷能利用换热器12，同时冷能利用换热器12和冷能利用装置7构成冷媒循环***；冷能利用换热器12和高压气化器9连接，高压气化器9和第二缓冲罐10连接；低压气化器6连接有双燃料发电柴油机8(DF-GE)；所述的第二缓冲罐10连接有双燃料主柴油机11(MG/GI)。

高压管路：从LNG储罐3中的LNG潜液泵把LNG送至第一缓冲罐4，然后再至高压泵5加压至300Bar左右，再经过冷能利用换热器12，高压气化器9，第二缓冲罐10，最后送至双燃料主柴油机11(MG/GI)，为船舶推进提供动力。

低压管路：从LNG储罐3中LNG的潜液泵把LNG送至低压气化器6中，此处压力5Bar左右，气化后的气体送至双燃料发电柴油机8(DF-GE)，让其带动发电机，为船舶电网供电。

BOG气体循环回路：由2个LNG储罐3和再液化装置1、气体加热器2、辅锅炉和废气锅炉连接构成，当LNG储罐3中产生极少量的BOG(蒸发气)时，通过气体加热器2送至辅锅炉烧掉，在经废弃锅炉送至气体加热器2后送入LNG储罐3。

如图2所示，2个LNG储罐3放置在位于船舶上层建筑18前方的主甲板上， 且左右各放置一个，中间有一个操作房间17，每个LNG储罐3距离两侧对应船舷的距离大于1/5船宽，符合有关《天然气燃料动力船舶规范》；所述燃料储存和供给***被安置在操作房间17内，在营运期间，船舶的风机保持操作房间内是负压，以便有良好的通风。

如图1所示，一种LNG动力船燃料的储存与供给***，在图中冷能利用装置7是利用冷能对冷库13和船舶空调14进行制冷，并进行冷能的梯级利用；

如图3所示，通过冷媒(低沸点)从冷能利用换热器12中获得冷能，然后进入至冷库13，冷媒把LNG的冷能传递给冷库13中的换热器，让其对冷库13中的货物降温处理，保证冷库13有个稳定的储藏温度(-18℃至-20℃)，达到制冷效果；这样冷库就没有压缩制冷***的电力消耗问题；从冷库13中的换热器出来的冷媒相对船舶空调14在制冷工况时的温度仍然很低，让冷媒通过船舶空调14的空气冷却器对船舶中央空调***中空气进行降温处理，满足船舶在降温工况时的船舶制冷需求，同时提高了冷媒的温度，从而再通过高压泵5后的换热器12提高了LNG的温度，不仅利用了冷能，同时减少了高压气化器中加热的热量。

图1中，再液化装置1可以对LNG储罐中3内的BOG进行制冷处理，该制冷循环采用氮气为制冷剂，利用布雷顿制冷循环制冷。

以上实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式之一，本领域的技术人员在本实用新型的方案范围内的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.LNG动力船的燃料储存与供给***，其特征在于：包括2个LNG储罐、2个缓冲罐、高压泵、高压气化器、低压气化器、冷能利用装置、气体加热器、再液化装置、辅锅炉和废气锅炉；所述2个LNG储罐级联并通过LNG储罐内部的LNG潜液泵将LNG送至第一缓冲罐和低压气化器中，所述第一缓冲罐通过高压泵连接有冷能利用换热器，同时冷能利用换热器和冷能利用装置构成冷媒循环***；所述冷能利用换热器和高压气化器连接，高压气化器和第二缓冲罐连接；所述低压气化器连接有双燃料发电柴油机(DF-GE)；所述的第二缓冲罐连接有双燃料主柴油机(MG/GI)。

2.如权利要求1所述的LNG动力船的燃料储存与供给***，其特征在于：所述的2个LNG储罐经另一条管路分别和再液化装置、气体加热器、辅锅炉和废气锅炉连接构成BOG气体循环回路。

3.如权利要求1或2所述的LNG动力船的燃料储存与供给***，其特征在于：所述废气锅炉和双燃料主柴油机连接。

4.如权利要求1所述的LNG动力船的燃料储存与供给***，其特征在于：所述2个LNG储罐安装在VLCC船上层建筑之前的主甲板上，2个LNG储罐通过加注管道分别和设置在船甲板两端的加注站连接。

5.如权利要求1所述的LNG动力船的燃料储存与供给***，其特征在于：所述冷能利用装置包括冷媒循环泵、冷库以及船舶空调，冷能利用换热器通过冷媒循环泵和冷库连接，冷库和船舶空调连接，船舶空调和冷能利用换热器连接构成冷媒循环***。