JP6285715B2 - Ship fuel supply system - Google Patents

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Description

本発明は、ガス焚き２サイクルディーゼルエンジンを推進用主機として搭載した船舶の燃料供給システムに関する。なお、この明細書において「ガス焚き２サイクルディーゼルエンジン」とは、ガス燃料を燃料として使用可能であり、燃焼サイクルがディーゼルサイクルである、２サイクルエンジンのことを言う。   The present invention relates to a ship fuel supply system equipped with a gas-fired two-cycle diesel engine as a propulsion main engine. In this specification, the “gas-fired two-cycle diesel engine” refers to a two-cycle engine in which gas fuel can be used as fuel and the combustion cycle is a diesel cycle.

ガス焚き２サイクルディーゼルエンジンとして、ガス燃料を燃料として使用するガス燃料２サイクルディーゼルエンジンや、重油燃料とガス燃料の両方を燃料として使える二元燃料ディーゼルエンジンが知られている。二元燃料ディーゼルエンジンでは、２種類の燃料を同時に使用するデュアルフューエルモードと、重油燃料を使用する重油燃焼モードと、主にガス燃料を使用するガスモードとに切り替えることができる。   As gas-fired two-cycle diesel engines, there are known gas-fueled two-cycle diesel engines that use gas fuel as fuel, and dual-fuel diesel engines that can use both heavy oil fuel and gas fuel as fuel. The dual fuel diesel engine can be switched to a dual fuel mode that uses two types of fuel simultaneously, a heavy oil combustion mode that uses heavy oil fuel, and a gas mode that mainly uses gas fuel.

ガス焚き２サイクルディーゼルエンジンでは、空気を圧縮するピストンがシリンダの上端近辺にあるときにパイロット燃料油がシリンダ内に噴射され、その直後に負荷に応じた高圧の燃料ガスがシリンダ内に直接噴射されることで、燃料ガスが着火・燃焼する。このようにガス焚き２サイクルディーゼルエンジンでは、燃料ガスがシリンダ内に直接噴射されるので、燃料ガスの供給圧力（機関入口）は他のエンジン（例えば、オットーサイクルの４サイクルエンジン）と比較して高い。例えば、推進用主機として船舶に搭載されるガス焚き２サイクルディーゼルエンジンでは、燃料ガスの供給圧力（機関入口）は、エンジンの負荷に応じて１５〜３０ＭＰａ程度である。   In a gas-fired two-cycle diesel engine, pilot fuel oil is injected into the cylinder when the piston that compresses air is near the upper end of the cylinder, and immediately after that, high-pressure fuel gas corresponding to the load is injected directly into the cylinder. As a result, the fuel gas ignites and burns. As described above, in the gas-fired two-cycle diesel engine, the fuel gas is directly injected into the cylinder. Therefore, the fuel gas supply pressure (engine inlet) is compared with other engines (for example, an Otto cycle four-cycle engine). high. For example, in a gas-fired two-cycle diesel engine mounted on a ship as a propulsion main engine, the fuel gas supply pressure (engine inlet) is about 15 to 30 MPa depending on the engine load.

特許文献１には、船舶の推進用主機として使用されるガス焚きディーゼルエンジンに１５〜３０ＭＰａ程度の高圧燃料ガスを供給する燃料ガス供給システムが示されている。図３は、特許文献１に記載された従来のガス焚きディーゼルエンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給システムの概略構成を示した図である。図３に示されるように、従来の燃料ガス供給システム９０は、液化天然ガス（ＬＮＧ：Liquefied Natural Gas）が貯蔵されたＬＮＧタンク９１と、ＬＮＧを昇圧する燃料供給ポンプ９２と、昇圧されたＬＮＧを気化する気化器９３と、気化された圧縮天然ガス（ＣＮＧ：Compressed Natural Gas）を燃料ガスとしてエンジン９４へ導く主配管９５とを備えている。主配管９５には分岐配管９６が接続されており、この分岐配管９６に圧縮天然ガスの圧力脈動を吸収するためのバッファタンク９７が接続されており、バッファタンク９７に配管を介してガス燃焼装置（ＧＣＵ：Gus Combustion Unit）９８が接続されている。分岐配管９６には、差圧制御弁９９が設けられている。この差圧制御弁９９は、当該差圧制御弁９９の上流と下流の差圧がゼロのときに最大開度となり、差圧のゼロからの偏差が大きくなるに従い開度が小さくなり、最低開度は所定開度（微開）を維持するように設定されている。この差圧制御弁９９を通じて主配管９５からバッファタンク９７へ燃料ガスが流出し、また、バッファタンク９７から主配管９５へ燃料ガスが流入する。   Patent Document 1 discloses a fuel gas supply system that supplies a high-pressure fuel gas of about 15 to 30 MPa to a gas-fired diesel engine used as a main propulsion device for a ship. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel gas supply system that supplies fuel gas to a conventional gas-fired diesel engine described in Patent Document 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, a conventional fuel gas supply system 90 includes an LNG tank 91 that stores liquefied natural gas (LNG), a fuel supply pump 92 that boosts the LNG, and a boosted LNG. And a main pipe 95 for guiding the vaporized compressed natural gas (CNG) to the engine 94 as fuel gas. A branch pipe 96 is connected to the main pipe 95, and a buffer tank 97 for absorbing pressure pulsations of compressed natural gas is connected to the branch pipe 96. A gas combustion apparatus is connected to the buffer tank 97 via the pipe. (GCU: Gus Combustion Unit) 98 is connected. The branch pipe 96 is provided with a differential pressure control valve 99. This differential pressure control valve 99 has a maximum opening when the differential pressure upstream and downstream of the differential pressure control valve 99 is zero, and the opening decreases as the differential pressure increases from zero. The degree is set to maintain a predetermined opening (slightly open). The fuel gas flows out from the main pipe 95 to the buffer tank 97 through the differential pressure control valve 99, and the fuel gas flows from the buffer tank 97 into the main pipe 95.

特開２０１３−２０９９２６号公報JP2013-209926A

例えば、図３に示される従来の燃料ガス供給システム９０において、エンジンの停止やエンジン負荷の急低下などによりエンジン９４への燃料ガス供給が不要となったときには、主配管９５に存在する余剰の燃料ガスの全部又は一部を主配管９５から排出することが必要となる。しかし、環境への配慮や燃料費削減のために、船外へ排出するのではなく、補機等の燃料として利用されることが望ましい。そのため、主配管９５内の余剰の燃料ガスは、分岐配管９６を通じてＧＣＵ９８へ送られ、ＧＣＵ９８で燃焼したのち燃焼排ガスとして大気へ放出される。このように燃料ガスのエネルギーの一部が、有効利用できずに捨てられている。なお、主配管９５内の余剰の燃料ガスの圧力は１５〜３０ＭＰａ程度の高圧であり、このような高圧の燃料ガスを減圧せずにＬＮＧタンク９１へ戻したり補機類の燃料として利用することは難しい。   For example, in the conventional fuel gas supply system 90 shown in FIG. 3, when the fuel gas supply to the engine 94 becomes unnecessary due to the engine being stopped or the engine load is suddenly reduced, excess fuel present in the main pipe 95 is used. It is necessary to exhaust all or part of the gas from the main pipe 95. However, for environmental considerations and fuel cost reductions, it is desirable that they be used as fuel for auxiliary machinery, etc., instead of being discharged outside the ship. Therefore, surplus fuel gas in the main pipe 95 is sent to the GCU 98 through the branch pipe 96, burned in the GCU 98, and then released to the atmosphere as combustion exhaust gas. In this way, part of the energy of the fuel gas is discarded because it cannot be used effectively. In addition, the pressure of the surplus fuel gas in the main pipe 95 is a high pressure of about 15 to 30 MPa, and such high-pressure fuel gas is returned to the LNG tank 91 without being decompressed or used as a fuel for auxiliary equipment. Is difficult.

本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、ガス焚き２サイクルディーゼルエンジンを主機として搭載した船舶の燃料供給システムにおいて、主機燃料供給系統で生じた余剰の燃料ガスを、燃焼して放出せずに、燃料として有効に利用することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a fuel supply system for a ship equipped with a gas-fired two-cycle diesel engine as a main engine, surplus fuel gas generated in the main engine fuel supply system is burned and released. The purpose is to use it effectively as a fuel.

本発明の一態様に係る燃料供給システムは、ガス焚き２サイクルディーゼルエンジンを主機として搭載した船舶の燃料供給システムであって、
液化ガス燃料が貯蔵された燃料タンクと、
前記燃料タンクから送られた前記液化ガス燃料を昇圧するとともに気化して燃料ガスとする燃料ガス化装置と、
前記燃料ガス化装置から前記エンジンへ前記燃料ガスを送るための主機燃料供給配管と、
前記主機燃料供給配管で余剰となった前記燃料ガスを前記主機燃料供給配管内の前記燃料ガスの圧力よりも低圧で貯える耐圧タンクと、
前記主機燃料供給配管から前記耐圧タンクへ前記燃料ガスを送る排出流路を形成する排出配管と、
前記排出流路を開閉し、前記耐圧タンクへ送られる前記燃料ガスを前記耐圧タンクの耐圧性能を超えない圧力に減圧する、前記排出配管に設けられた排出弁装置と、
前記耐圧タンクから前記船舶の少なくとも１つの補機への前記燃料ガスを送る供給流路を形成する供給配管と、
前記供給流路を開閉し、前記補機へ送られる前記燃料ガスを前記補機が要求する前記燃料ガスの圧力に減圧する、前記供給配管に設けられた供給弁装置とを備え、
前記排出弁装置は、前記エンジンの運転時に前記排出流路を原則的に閉止し、前記エンジンへの燃料ガスの供給を停止した直後に前記排出流路を開放するものである。ここで、余剰となった燃料ガスには、エンジンの負荷の急低下などにより余剰となった燃料ガスや、エンジンの停止などにより不要となった燃料ガスなどが含まれる。 A fuel supply system according to an aspect of the present invention is a ship fuel supply system equipped with a gas-fired two-cycle diesel engine as a main engine,
A fuel tank in which liquefied gas fuel is stored;
A fuel gasifier that boosts the pressure of the liquefied gas fuel sent from the fuel tank and vaporizes it into fuel gas; and
Main engine fuel supply piping for sending the fuel gas from the fuel gasifier to the engine;
A pressure-resistant tank that stores the excess fuel gas in the main engine fuel supply pipe at a pressure lower than the pressure of the fuel gas in the main engine fuel supply pipe;
A discharge pipe forming a discharge flow path for sending the fuel gas from the main engine fuel supply pipe to the pressure tank;
A discharge valve device provided in the discharge pipe that opens and closes the discharge flow path and depressurizes the fuel gas sent to the pressure tank to a pressure not exceeding the pressure resistance of the pressure tank ;
A supply pipe that forms a supply flow path for sending the fuel gas from the pressure tank to at least one auxiliary machine of the ship;
A supply valve device provided in the supply pipe for opening and closing the supply flow path and reducing the fuel gas sent to the auxiliary machine to the pressure of the fuel gas required by the auxiliary machine ,
The discharge valve device, the discharge channel is essentially closed during operation of the engine, it is shall be opened the discharge channel immediately after stopping the supply of fuel gas to the engine. Here, the surplus fuel gas includes surplus fuel gas due to a sudden decrease in engine load, fuel gas that is no longer necessary due to engine stop, and the like.

上記船舶の燃料供給システムでは、主機燃料供給配管で余剰の燃料ガスが生じたときに、余剰の燃料ガスを耐圧タンクへ送って当該耐圧タンクで一時的に貯えることができる。そして、耐圧タンクに貯えられた燃料ガスを補機へ送ることができる。耐圧タンクに貯えられている燃料ガスの圧力は、排出弁装置を開く前の主機燃料供給配管内の燃料ガスの圧力よりも低いので、補機で燃料として利用することが可能となり、また、主機燃料供給配管内の燃料ガスを高圧のまま貯える場合と比較して安全性を向上することができる。このように、上記船舶の燃料供給システムによれば、主機で余剰となった燃料ガスを、燃焼して放出するのではなく船内に貯蔵し、さらに、補機の燃料などとして有効に利用することができる。   In the ship fuel supply system, when surplus fuel gas is generated in the main engine fuel supply pipe, the surplus fuel gas can be sent to the pressure tank and temporarily stored in the pressure tank. The fuel gas stored in the pressure tank can be sent to the auxiliary machine. Since the pressure of the fuel gas stored in the pressure tank is lower than the pressure of the fuel gas in the main engine fuel supply pipe before opening the discharge valve device, it can be used as fuel in the auxiliary machine. Safety can be improved compared with the case where the fuel gas in the fuel supply pipe is stored at a high pressure. As described above, according to the ship fuel supply system, the surplus fuel gas in the main engine is stored in the ship, not burned and released, and further effectively used as fuel for the auxiliary machine. Can do.

上記船舶の燃料供給システムにおいて、前記排出弁装置が、前記排出流路を開閉する機能と、前記燃料ガスの圧力を前記耐圧タンクの耐圧性能を超えない圧力に減圧する機能とを有しているので、主機燃料供給配管で余剰の燃料ガスが、排出弁装置を通過することで減圧されてから、耐圧タンクへ貯えられる。 In the ship fuel supply system, the discharge valve device has a function of opening and closing the discharge passage and a function of reducing the pressure of the fuel gas to a pressure not exceeding the pressure resistance of the pressure tank . Therefore , surplus fuel gas in the main engine fuel supply pipe is decompressed by passing through the discharge valve device and then stored in the pressure tank.

上記船舶の燃料供給システムにおいて、前記供給弁装置が、前記供給流路を開閉する機能と、前記燃料ガスを前記補機が要求する燃料ガスの圧力に減圧する機能とを有しているので、耐圧タンクへ貯えられている燃料ガスが、供給弁装置を通過することで補機が要求する圧力まで減圧されてから、補機へ送られる。 In the marine fuel supply system, the supply valve apparatus, a function for opening and closing the supply passage, since the fuel gas and a function of vacuum pressure of the fuel gas the auxiliary requests, The fuel gas stored in the pressure tank is reduced to a pressure required by the auxiliary machine by passing through the supply valve device, and then sent to the auxiliary machine.

上記船舶の燃料供給システムにおいて、前記排出弁装置が、前記エンジンの運転時に原則的に閉止し、前記エンジンの停止直後に開放するように動作するので、エンジンが停止した後の主機燃料供給配管内の余剰の燃料ガスを耐圧タンクへ排出して、主機燃料供給配管内を減圧することができる。In the ship fuel supply system, the discharge valve device is closed in principle during operation of the engine and operates so as to open immediately after the engine is stopped. The excess fuel gas can be discharged to the pressure tank, and the pressure in the main fuel supply pipe can be reduced.

本発明の別の一態様に係る燃料供給システムは、ガス焚き２サイクルディーゼルエンジンを主機として搭載した船舶の燃料供給システムであって、A fuel supply system according to another aspect of the present invention is a fuel supply system for a ship equipped with a gas-fired two-cycle diesel engine as a main engine,
液化ガス燃料が貯蔵された燃料タンクと、A fuel tank in which liquefied gas fuel is stored;
前記燃料タンクから送られた前記液化ガス燃料を昇圧するとともに気化して燃料ガスとする燃料ガス化装置と、A fuel gasifier that boosts the pressure of the liquefied gas fuel sent from the fuel tank and vaporizes it into fuel gas; and
前記燃料ガス化装置から前記エンジンへ前記燃料ガスを送る主機燃料供給配管と、Main engine fuel supply piping for sending the fuel gas from the fuel gasifier to the engine;
前記主機燃料供給配管で余剰となった前記燃料ガスを前記主機燃料供給配管内の前記燃料ガスの圧力よりも低圧で貯える耐圧タンクと、A pressure-resistant tank that stores the excess fuel gas in the main engine fuel supply pipe at a pressure lower than the pressure of the fuel gas in the main engine fuel supply pipe;
前記主機燃料供給配管から前記耐圧タンクへ前記燃料ガスを送る排出配管と、A discharge pipe for sending the fuel gas from the main engine fuel supply pipe to the pressure tank;
前記排出配管に設けられた排出弁装置と、A discharge valve device provided in the discharge pipe;
前記耐圧タンクから前記船舶の少なくとも１つの補機へ前記燃料ガスを送る供給配管と、A supply pipe for sending the fuel gas from the pressure tank to at least one auxiliary machine of the ship;
前記供給配管に設けられた供給弁装置と、A supply valve device provided in the supply pipe;
前記排出弁装置を、前記エンジンの運転時に原則的に閉止し、前記エンジンの負荷の低下率が所定値より大きくなれば前記排出バルブを開放するように動作させる弁制御装置とを、備えている。A valve control device that closes the discharge valve device in principle during operation of the engine and operates to open the discharge valve when a rate of decrease in the load of the engine exceeds a predetermined value. .
この構成によれば、エンジンが停止した後や、エンジンの負荷が急激に低下したときなどに、主機燃料供給配管の余剰の燃料ガスを耐圧タンクへ排出して、主機燃料供給配管内を減圧することができる。According to this configuration, after the engine is stopped or when the engine load is suddenly reduced, excess fuel gas in the main engine fuel supply pipe is discharged to the pressure tank to reduce the pressure in the main engine fuel supply pipe. be able to.

本発明の別の一態様に係る燃料供給システムは、ガス焚き２サイクルディーゼルエンジンを主機として搭載した船舶の燃料供給システムであって、A fuel supply system according to another aspect of the present invention is a fuel supply system for a ship equipped with a gas-fired two-cycle diesel engine as a main engine,
液化ガス燃料が貯蔵された燃料タンクと、A fuel tank in which liquefied gas fuel is stored;
前記燃料タンクから送られた前記液化ガス燃料を昇圧するとともに気化して燃料ガスとする燃料ガス化装置と、A fuel gasifier that boosts the pressure of the liquefied gas fuel sent from the fuel tank and vaporizes it into fuel gas; and
前記燃料ガス化装置から前記エンジンへ前記燃料ガスを送る主機燃料供給配管と、Main engine fuel supply piping for sending the fuel gas from the fuel gasifier to the engine;
前記主機燃料供給配管で余剰となった前記燃料ガスを前記主機燃料供給配管内の前記燃料ガスの圧力よりも低圧で貯える耐圧タンクと、A pressure-resistant tank that stores the excess fuel gas in the main engine fuel supply pipe at a pressure lower than the pressure of the fuel gas in the main engine fuel supply pipe;
前記主機燃料供給配管から前記耐圧タンクへ前記燃料ガスを送る排出配管と、A discharge pipe for sending the fuel gas from the main engine fuel supply pipe to the pressure tank;
前記排出配管に設けられた排出弁装置と、A discharge valve device provided in the discharge pipe;
前記耐圧タンクから前記船舶の少なくとも１つの補機へ前記燃料ガスを送る供給配管と、A supply pipe for sending the fuel gas from the pressure tank to at least one auxiliary machine of the ship;
前記エンジンへ供給される前記燃料ガスの圧力を検出する圧力検出装置と、A pressure detection device for detecting the pressure of the fuel gas supplied to the engine;
前記主機燃料供給配管内の前記燃料ガスが前記耐圧タンクへ排出されることにより、前記圧力検出装置の検出圧力が前記エンジンの負荷と対応する設定圧力となるように、前記排出弁装置を動作させる弁制御装置とを、備えている。The exhaust valve device is operated so that the detected pressure of the pressure detection device becomes a set pressure corresponding to the load of the engine by discharging the fuel gas in the main fuel supply pipe to the pressure tank. And a valve control device.
この構成によれば、エンジンが停止した後や、エンジンの負荷が急激に低下したときなどに、主機燃料供給配管の余剰の燃料ガスを耐圧タンクへ排出して、主機燃料供給配管内を減圧することができる。According to this configuration, after the engine is stopped or when the engine load is suddenly reduced, excess fuel gas in the main engine fuel supply pipe is discharged to the pressure tank to reduce the pressure in the main engine fuel supply pipe. be able to.

上記船舶の燃料供給システムが、前記耐圧タンクから前記燃料タンクへ前記燃料ガスを送るための配管を、更に備えていてよい。この構成によれば、耐圧タンクへ貯えられている燃料ガスを、燃料タンクへ戻して、燃料タンク内を昇圧したり、再び燃料として利用したりすることができる。   The ship fuel supply system may further include a pipe for sending the fuel gas from the pressure tank to the fuel tank. According to this configuration, the fuel gas stored in the pressure tank can be returned to the fuel tank so that the inside of the fuel tank can be pressurized or reused as fuel.

上記船舶の燃料供給システムが、前記燃料タンクから送られた前記液化ガス燃料のボイルオフガスを昇圧する昇圧装置と、前記昇圧装置から前記少なくとも１つの補機へ前記燃料ガスを送るための補機燃料供給配管とを、更に備えていてよい。ここで、前記供給配管が前記補機燃料供給配管と接続されており、前記耐圧タンク内の前記燃料ガスの圧力が前記補機燃料供給配管内の前記燃料ガスの圧力以上であることが望ましい。この構成によれば、耐圧タンクへ貯えられている燃料ガスが、供給弁装置を通過することで補機が要求する圧力まで減圧されてから、補機へ送られる。   The ship fuel supply system boosts the boil-off gas of the liquefied gas fuel sent from the fuel tank, and the auxiliary fuel for sending the fuel gas from the booster to the at least one auxiliary machine A supply pipe may be further provided. Here, it is preferable that the supply pipe is connected to the auxiliary fuel supply pipe, and the pressure of the fuel gas in the pressure tank is equal to or higher than the pressure of the fuel gas in the auxiliary fuel supply pipe. According to this configuration, the fuel gas stored in the pressure tank is reduced to the pressure required by the auxiliary machine by passing through the supply valve device, and then sent to the auxiliary machine.

なお、上記船舶の燃料供給システムにおいて、前記補機が発電用エンジン、ボイラ及び再液化装置のうち少なくとも１つであってよい。   In the ship fuel supply system, the auxiliary machine may be at least one of a power generation engine, a boiler, and a reliquefaction device.

上記船舶の燃料供給システムにおいて、前記排出弁装置の出口及び前記耐圧タンク内の少なくとも一方の前記燃料ガスの圧力が、０．５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であることが望ましい。また、上記船舶の燃料供給システムにおいて、前記供給弁装置の出口の前記燃料ガスの圧力が０．５ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下であることが望ましい。さらに上記船舶の燃料供給システムにおいて、前記耐圧タンクの容量が、前記主機燃料供給配管の容量の２０倍以上４０倍以下であることが望ましい。   In the ship fuel supply system, it is desirable that the pressure of at least one of the fuel gas in the outlet of the discharge valve device and the pressure tank is 0.5 MPa or more and 1.0 MPa or less. In the fuel supply system for a ship, the pressure of the fuel gas at the outlet of the supply valve device is preferably 0.5 MPa or more and 0.8 MPa or less. Furthermore, in the fuel supply system for a ship, it is desirable that the capacity of the pressure tank is 20 to 40 times the capacity of the main engine fuel supply pipe.

本発明によれば、ガス焚き２サイクルディーゼルエンジンを主機として搭載した船舶の燃料供給システムにおいて、主機燃料供給系統で生じた余剰の燃料ガスを、燃焼して放出せずに、燃料として有効に利用することができる。   According to the present invention, in a ship fuel supply system equipped with a gas-fired two-cycle diesel engine as a main engine, surplus fuel gas generated in the main engine fuel supply system is effectively used as fuel without being burned and released. can do.

本発明の一実施形態に係る船舶の燃料供給システムの概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the fuel supply system of the ship which concerns on one Embodiment of this invention. 変形例に係る補機燃料供給配管を備えた船舶の燃料供給システムの概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the fuel supply system of the ship provided with the auxiliary machinery fuel supply piping which concerns on a modification. 従来のガス焚きディーゼルエンジンに燃料ガスを供給する燃料ガス供給システムの概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the fuel gas supply system which supplies fuel gas to the conventional gas-fired diesel engine.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る船舶の燃料供給システム１の概略構成が示されている。船舶（例えば、ＬＮＧ運搬船）は、推進用主機としてガス焚き２サイクルディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン１０」という）を搭載している。本実施形態に係るエンジン１０は、電子制御式ガスインジェクション（ＭＥ−ＧＩ）方式の二元燃料２サイクル低速ディーゼルエンジン（ＭＥ−ＧＩエンジン）である。このエンジン１０は二元燃料タイプであるため、燃料供給システム１にはガス燃料供給系統と重油燃料供給系統が設けられているが、以下では、ガス燃料供給系統について説明し、重油燃料供給系統については説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a marine fuel supply system 1 according to an embodiment of the present invention. A ship (for example, an LNG carrier) is equipped with a gas-fired two-cycle diesel engine (hereinafter simply referred to as “engine 10”) as a main propulsion engine. The engine 10 according to the present embodiment is an electronically controlled gas injection (ME-GI) type dual fuel two-cycle low-speed diesel engine (ME-GI engine). Since the engine 10 is a dual fuel type, the fuel supply system 1 is provided with a gas fuel supply system and a heavy oil fuel supply system. Hereinafter, the gas fuel supply system will be described, and the heavy oil fuel supply system will be described. Will not be described.

本実施形態に係る燃料供給システム１には、エンジン１０へ燃料ガスを供給する主機燃料供給系統２と、少なくとも１つの補機へ燃料ガスを供給する補機燃料供給系統３とが設けられている。本実施形態では、補機として、発電用エンジン７１、ボイラ７２、及び再液化装置７８が例示されている。   The fuel supply system 1 according to the present embodiment is provided with a main fuel supply system 2 that supplies fuel gas to the engine 10 and an auxiliary fuel supply system 3 that supplies fuel gas to at least one auxiliary machine. . In this embodiment, a power generation engine 71, a boiler 72, and a reliquefaction device 78 are illustrated as auxiliary machines.

主機燃料供給系統２は、液化ガス燃料を圧縮及び気化した燃料ガスをエンジン１０へ供給するように構成されている。本実施形態では、液化ガス燃料の一例としてＬＮＧを採用し、ＬＮＧが圧縮及び気化されたＣＮＧが燃料ガスとしてエンジン１０へ供給される。主機燃料供給系統２は、ＬＮＧが貯蔵された燃料タンク１１と、燃料ガス化装置１２と、これらを接続する配管などとを備えている。燃料タンク１１と燃料ガス化装置１２は配管２１で接続されており、燃料ガス化装置１２とエンジン１０は主機燃料供給配管２０で接続されている。   The main engine fuel supply system 2 is configured to supply fuel gas obtained by compressing and vaporizing liquefied gas fuel to the engine 10. In this embodiment, LNG is adopted as an example of the liquefied gas fuel, and CNG in which LNG is compressed and vaporized is supplied to the engine 10 as fuel gas. The main engine fuel supply system 2 includes a fuel tank 11 in which LNG is stored, a fuel gasifier 12, and a pipe connecting these. The fuel tank 11 and the fuel gasifier 12 are connected by a pipe 21, and the fuel gasifier 12 and the engine 10 are connected by a main engine fuel supply pipe 20.

燃料タンク１１は、ＬＮＧを大気圧下の約−１６０℃の液体状態で保持できるように、極低温状態を保持可能な防熱性能を有するタンクである。船舶がＬＮＧ運搬船の場合、燃料タンク１１はカーゴタンクであってよい。燃料タンク１１のＬＮＧは配管２１を通じて燃料ガス化装置１２へ送られる。   The fuel tank 11 is a tank having thermal insulation performance capable of maintaining a cryogenic state so that LNG can be maintained in a liquid state of about −160 ° C. under atmospheric pressure. When the ship is an LNG carrier, the fuel tank 11 may be a cargo tank. The LNG in the fuel tank 11 is sent to the fuel gasifier 12 through the pipe 21.

燃料ガス化装置１２は、ＬＮＧを所定圧力に昇圧するとともに気化することにより、ＬＮＧをエンジン１０が要求する燃料ガスとしてエンジン１０へ送り出す。なお、エンジン１０へ供給される燃料ガスの圧力は、エンジン１０の負荷に応じて１５〜３０ＭＰａ程度である。燃料ガス化装置１２は、例えば、燃料供給ポンプと気化器とで構成されてよい。この場合、燃料供給ポンプは燃料タンク１１からＬＮＧを吸引するとともに圧縮し、気化器はボイラ７２で生成された高温の蒸気とＬＮＧとを熱交換させることによりＬＮＧを気化させる。また、例えば、燃料ガス化装置１２は、圧縮機で構成されてよい。この場合、圧縮機は燃料タンク１１から気化したＬＮＧを吸引するとともに圧縮してエンジン１０へ送り出す。   The fuel gasifier 12 raises LNG to a predetermined pressure and vaporizes it to send LNG to the engine 10 as fuel gas required by the engine 10. The pressure of the fuel gas supplied to the engine 10 is about 15 to 30 MPa depending on the load of the engine 10. The fuel gasifier 12 may be composed of, for example, a fuel supply pump and a vaporizer. In this case, the fuel supply pump sucks and compresses LNG from the fuel tank 11, and the vaporizer vaporizes LNG by exchanging heat between the high-temperature steam generated in the boiler 72 and LNG. Further, for example, the fuel gasifier 12 may be configured with a compressor. In this case, the compressor sucks and compresses the vaporized LNG from the fuel tank 11 and sends it to the engine 10.

補機燃料供給系統３は、燃料タンク１１で生じたボイルオフガス（不足する場合は、強制気化した燃料ガスも含む）を圧縮して補機へ供給するように構成されている。補機燃料供給系統３は、燃料タンク１１と、昇圧装置７０と、これらを接続する配管などとを備えている。燃料タンク１１と昇圧装置７０は燃料取出配管７４で接続されており、昇圧装置７０と少なくとも１つの補機は補機燃料供給配管７５で接続されている。補機燃料供給系統３は、更に、昇圧装置７０をバイパスして補機燃料供給配管７５から燃料取出配管７４へ流体を流すバイパス配管７６と、バイパス配管７６に設けられたバイパスバルブ７７とを備えている。バイパスバルブ７７は、バイパス配管７６により形成されたバイパス流路を開閉する。   The auxiliary fuel supply system 3 is configured to compress the boil-off gas generated in the fuel tank 11 (including the fuel gas that is forcibly vaporized if insufficient) and supply the compressed gas to the auxiliary equipment. The auxiliary fuel supply system 3 includes a fuel tank 11, a booster 70, and piping that connects them. The fuel tank 11 and the booster 70 are connected by a fuel extraction pipe 74, and the booster 70 and at least one auxiliary machine are connected by an auxiliary fuel supply pipe 75. The auxiliary fuel supply system 3 further includes a bypass pipe 76 that flows the fluid from the auxiliary fuel supply pipe 75 to the fuel extraction pipe 74 by bypassing the booster 70, and a bypass valve 77 provided in the bypass pipe 76. ing. The bypass valve 77 opens and closes a bypass flow path formed by the bypass pipe 76.

上記構成の補機燃料供給系統３では、昇圧装置７０の駆動により、燃料タンク１１で生じたボイルオフガスが燃料取出配管７４を通じて昇圧装置７０へ送られる。昇圧装置７０は、燃料タンク１１から送られてきたボイルオフガスを所定圧力に昇圧して、燃料ガスとして送り出す。なお、ボイルオフガスは、供給される補機にもよるが、０．１〜０．５ＭＰａ程度まで昇圧される。昇圧装置７０で昇圧された燃料ガスは、補機燃料供給配管７５を通じて少なくとも１つの補機へ供給される。例えば、昇圧装置７０で昇圧された燃料ガスは、ヒーター７９で昇温されてから、発電用エンジン７１及びボイラ７２へ送られる。補機として例示された発電用エンジン７１は、例えば、ガス焚き可能な４サイクルエンジンであり、供給された燃料ガスを燃焼して得た出力で発電機（図示略）を駆動する。また、補機として例示されたボイラ７２は、供給された燃料ガスを燃焼して、高圧の蒸気を生成する。また、例えば、昇圧装置７０で昇圧された燃料ガスは再液化装置７８へ送られる。補機として例示された再液化装置７８は、供給された燃料ガスを液化し、液化された液化燃料ガスは配管８１を通じて燃料タンク１１へ送られる。但し、補機は上記に限定されない。   In the auxiliary fuel supply system 3 configured as described above, the boil-off gas generated in the fuel tank 11 is sent to the booster 70 through the fuel extraction pipe 74 by driving the booster 70. The booster 70 boosts the boil-off gas sent from the fuel tank 11 to a predetermined pressure and sends it out as fuel gas. The boil-off gas is boosted to about 0.1 to 0.5 MPa, although it depends on the supplied auxiliary equipment. The fuel gas boosted by the booster 70 is supplied to at least one auxiliary machine through the auxiliary machine fuel supply pipe 75. For example, the fuel gas boosted by the booster 70 is heated by the heater 79 and then sent to the power generation engine 71 and the boiler 72. The power generation engine 71 exemplified as an auxiliary machine is, for example, a gas-fired four-cycle engine, and drives a power generator (not shown) with an output obtained by burning supplied fuel gas. Moreover, the boiler 72 illustrated as an auxiliary machine burns the supplied fuel gas, and produces | generates a high voltage | pressure steam. Further, for example, the fuel gas boosted by the booster 70 is sent to the reliquefaction device 78. The reliquefaction device 78 exemplified as an auxiliary machine liquefies the supplied fuel gas, and the liquefied liquefied fuel gas is sent to the fuel tank 11 through the pipe 81. However, the auxiliary machine is not limited to the above.

上記構成の燃料供給システム１において、エンジン１０の停止やエンジン１０の負荷の急低下などにより、エンジン１０への燃料ガス供給が不要となったときには、燃料ガス化装置１２を停止させて、エンジン１０への燃料ガス供給を停止する。このようにエンジン１０への燃料ガスの供給を停止した直後は、主機燃料供給系統２の高圧燃料ガス流路に燃料ガス（余剰の燃料ガス）が残留している。高圧燃料ガス流路で高圧の燃料ガスを保持しないため、また、高圧燃料ガス流路を適切に減圧するために、高圧燃料ガス流路の余剰の燃料ガスの全部又は一部が高圧燃料ガス流路から排出されることが望ましい。ここで、高圧燃料ガス流路とは、燃料ガス化装置１２の出口からエンジン１０の入口までの燃料ガスの流路であって、主機燃料供給配管２０などにより形成される流路である。   In the fuel supply system 1 configured as described above, when the fuel gas supply to the engine 10 becomes unnecessary due to the engine 10 being stopped or the load of the engine 10 being suddenly reduced, the fuel gasifier 12 is stopped and the engine 10 is stopped. The fuel gas supply to is stopped. Immediately after the supply of fuel gas to the engine 10 is stopped in this way, fuel gas (excess fuel gas) remains in the high-pressure fuel gas flow path of the main engine fuel supply system 2. In order not to hold the high-pressure fuel gas in the high-pressure fuel gas flow path and to properly depressurize the high-pressure fuel gas flow path, all or part of the excess fuel gas in the high-pressure fuel gas flow path It is desirable to be discharged from the road. Here, the high-pressure fuel gas flow path is a flow path of fuel gas from the outlet of the fuel gasifier 12 to the inlet of the engine 10 and is formed by the main engine fuel supply pipe 20 or the like.

そこで、燃料供給システム１は、主機燃料供給系統２で余剰となった燃料ガスを一時的に貯える耐圧タンク１４と、耐圧タンク１４と主機燃料供給系統２を接続する排出配管３１と、耐圧タンク１４と補機燃料供給系統３を接続する供給配管３３とを、更に備えている。なお、主機燃料供給系統２で余剰となった燃料ガスには、エンジン１０の負荷の急低下などにより余剰となった燃料ガスや、エンジン１０の停止などにより不要となった燃料ガスなどが含まれる。   Therefore, the fuel supply system 1 includes a pressure tank 14 that temporarily stores fuel gas surplus in the main engine fuel supply system 2, a discharge pipe 31 that connects the pressure tank 14 and the main fuel supply system 2, and a pressure tank 14. And a supply pipe 33 for connecting the auxiliary fuel supply system 3. The surplus fuel gas in the main engine fuel supply system 2 includes surplus fuel gas due to a sudden decrease in the load of the engine 10, fuel gas that becomes unnecessary due to the engine 10 being stopped, and the like. .

排出配管３１は耐圧タンク１４と主機燃料供給配管２０とを接続している。この排出配管３１により、主機燃料供給配管２０から耐圧タンク１４への燃料ガスの排出流路が形成されている。排出配管３１には、主機燃料供給配管２０から耐圧タンク１４への燃料ガスの排出流路を開閉する排出弁装置３２が設けられている。排出弁装置３２が開放されると、主機燃料供給配管２０の余剰の燃料ガスは、排出配管３１を通じて耐圧タンク１４へ流入し、耐圧タンク１４に一時的に貯えられる。なお、排出弁装置３２は一方通行であって、主機燃料供給配管２０から耐圧タンク１４へ向かう流れのみが排出弁装置３２を通過できる。耐圧タンク１４では、主機燃料供給配管２０内の燃料ガスの圧力よりも低圧且つ補機燃料供給配管７５内の燃料ガスの圧力以上の圧力で、燃料ガスが貯えられる。   The discharge pipe 31 connects the pressure tank 14 and the main engine fuel supply pipe 20. The discharge pipe 31 forms a fuel gas discharge passage from the main engine fuel supply pipe 20 to the pressure tank 14. The discharge pipe 31 is provided with a discharge valve device 32 that opens and closes a fuel gas discharge passage from the main engine fuel supply pipe 20 to the pressure tank 14. When the discharge valve device 32 is opened, surplus fuel gas in the main fuel supply pipe 20 flows into the pressure tank 14 through the discharge pipe 31 and is temporarily stored in the pressure tank 14. The discharge valve device 32 is one-way, and only the flow from the main engine fuel supply pipe 20 toward the pressure resistant tank 14 can pass through the discharge valve device 32. In the pressure tank 14, the fuel gas is stored at a pressure lower than the pressure of the fuel gas in the main engine fuel supply pipe 20 and higher than the pressure of the fuel gas in the auxiliary machine fuel supply pipe 75.

また、供給配管３３は耐圧タンク１４と補機燃料供給配管７５とを接続している。この供給配管３３により、耐圧タンク１４から船舶の少なくとも１つの補機への燃料ガスの供給流路が形成されている。供給配管３３には、少なくとも１つの補機への燃料ガスの供給流路を開閉する供給弁装置３４が設けられている。供給弁装置３４が開放されると、耐圧タンク１４に貯えられた燃料ガスは、供給配管３３を通じて補機燃料供給配管７５へ流入し、そこから少なくとも１つの補機へ供給される。なお、供給弁装置３４は一方通行であって、耐圧タンク１４から補機燃料供給配管７５へ向かう流れのみが供給弁装置３４を通過できる。   The supply pipe 33 connects the pressure tank 14 and the auxiliary fuel supply pipe 75. The supply pipe 33 forms a fuel gas supply flow path from the pressure tank 14 to at least one auxiliary machine of the ship. The supply pipe 33 is provided with a supply valve device 34 that opens and closes a supply path for fuel gas to at least one auxiliary machine. When the supply valve device 34 is opened, the fuel gas stored in the pressure tank 14 flows into the auxiliary fuel supply pipe 75 through the supply pipe 33 and is supplied from there to at least one auxiliary machine. The supply valve device 34 is one-way, and only the flow from the pressure-resistant tank 14 toward the auxiliary fuel supply pipe 75 can pass through the supply valve device 34.

耐圧タンク１４は、高圧の燃料ガスを貯えることができるように設計されている。耐圧タンク１４の計画圧力（格納できる気体の最大圧力）を高くすれば、耐圧タンク１４の容積を小さくすることができるが、燃料ガスが比較的高圧のまま保持される。一方、耐圧タンク１４の計画圧力を小さくすれば、耐圧タンク１４の容積が大きくなる。このような事情を踏まえて、耐圧タンク１４の計画圧力が設計される。例えば、耐圧タンク１４の計画圧力は、主機であるエンジン１０への燃料ガスの供給圧力の最大値以下且つ補機への燃料ガスの供給圧力の最小値以上に設計される。このような耐圧タンク１４の計画圧力は、例えば、常温で０．５〜３０ＭＰａである。また、例えば、耐圧タンク１４の計画圧力は、主機への燃料ガスの供給圧力の最小値以下且つ補機への燃料ガスの供給圧力の最大値以上に設計される。このような耐圧タンク１４の計画圧力は、例えば、常温で０．５〜１５ＭＰａである。また、例えば、耐圧タンク１４の計画圧力は、主機への燃料ガスの供給圧力の最小値よりも十分に小さな値であって補機への燃料ガスの供給圧力の最大値以上に設計される。このような耐圧タンク１４の計画圧力は、例えば、常温で１．０ＭＰａである。   The pressure tank 14 is designed to store high-pressure fuel gas. If the planned pressure (maximum pressure of gas that can be stored) of the pressure tank 14 is increased, the volume of the pressure tank 14 can be reduced, but the fuel gas is maintained at a relatively high pressure. On the other hand, if the planned pressure of the pressure tank 14 is reduced, the volume of the pressure tank 14 is increased. Based on such circumstances, the planned pressure of the pressure tank 14 is designed. For example, the planned pressure of the pressure tank 14 is designed to be not more than the maximum value of the fuel gas supply pressure to the engine 10 as the main engine and not less than the minimum value of the fuel gas supply pressure to the auxiliary machine. The planned pressure of the pressure tank 14 is, for example, 0.5 to 30 MPa at room temperature. Further, for example, the planned pressure of the pressure tank 14 is designed to be equal to or lower than the minimum value of the fuel gas supply pressure to the main engine and equal to or higher than the maximum value of the fuel gas supply pressure to the auxiliary machine. The planned pressure of the pressure tank 14 is, for example, 0.5 to 15 MPa at room temperature. Further, for example, the planned pressure of the pressure tank 14 is designed to be a value sufficiently smaller than the minimum value of the supply pressure of the fuel gas to the main engine, and higher than the maximum value of the supply pressure of the fuel gas to the auxiliary machine. The planned pressure of the pressure tank 14 is, for example, 1.0 MPa at room temperature.

排出弁装置３２は、複数の機能を備えるために、機能の異なる複数の弁を備えることができる。排出弁装置３２は、排出配管３１に形成された燃料ガスの排出流路を開閉する機能を少なくとも備えている。本実施形態に係る排出弁装置３２は、開閉機能に加えて減圧機能を備えていてもよい。この減圧機能は、主機燃料供給配管２０の燃料ガスを、耐圧タンク１４の耐圧性能を超えない圧力に減圧する機能である。例えば、耐圧タンク１４の計画応力が１５ＭＰａの場合、主機燃料供給配管２０の燃料ガスは排出弁装置３２で１５ＭＰａ以下まで減圧されて、耐圧タンク１４へ送られる。   Since the discharge valve device 32 has a plurality of functions, it can have a plurality of valves having different functions. The discharge valve device 32 has at least a function of opening and closing a fuel gas discharge passage formed in the discharge pipe 31. The discharge valve device 32 according to the present embodiment may have a pressure reducing function in addition to the opening / closing function. This decompression function is a function of decompressing the fuel gas in the main fuel supply pipe 20 to a pressure that does not exceed the pressure resistance performance of the pressure tank 14. For example, when the planned stress of the pressure tank 14 is 15 MPa, the fuel gas in the main fuel supply pipe 20 is decompressed to 15 MPa or less by the discharge valve device 32 and sent to the pressure tank 14.

限定されるわけではないが、排出弁装置３２によって、排出弁装置３２の出口及び耐圧タンク１４内の少なくとも一方の燃料ガスの圧力が０．５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下となるように、燃料ガスが減圧されることが望ましい。この場合、耐圧タンク１４に貯えられる燃料ガスの圧力は１．０ＭＰａ以下となる。１．０ＭＰａ以下の燃料ガスは、高圧ガスとして取り扱わなくともよいので、耐圧タンク１４やそれに接続される配管３１，３３の構造の簡易化やコストダウンを図ることができる。なお、排出弁装置３２によって燃料ガスが１．０ＭＰａまで減圧される場合に、主機燃料供給配管２０の燃料ガスの圧力が３０ＭＰａであれば、燃料ガスはおよそ３０倍以上に膨張して耐圧タンク１４に貯えられる。そこで、主機燃料供給配管２０内の燃料ガスの一部が耐圧タンク１４へ収容されること、及び、燃料ガスの温度変化などを考慮に入れて、主機燃料供給配管２０の容量の２０倍以上４０倍以下であることが望ましい。   Although it is not necessarily limited, the fuel gas is controlled so that the pressure of at least one fuel gas in the outlet valve device 32 and the pressure tank 14 is 0.5 MPa or more and 1.0 MPa or less by the discharge valve device 32. It is desirable to reduce the pressure. In this case, the pressure of the fuel gas stored in the pressure tank 14 is 1.0 MPa or less. Since the fuel gas of 1.0 MPa or less does not need to be handled as a high-pressure gas, the structure of the pressure tank 14 and the pipes 31 and 33 connected thereto can be simplified and the cost can be reduced. When the pressure of the fuel gas in the main engine fuel supply pipe 20 is 30 MPa when the fuel gas is depressurized to 1.0 MPa by the discharge valve device 32, the fuel gas expands approximately 30 times or more and the pressure tank 14 Stored in. Therefore, taking into consideration that a part of the fuel gas in the main engine fuel supply pipe 20 is accommodated in the pressure tank 14 and the temperature change of the fuel gas, the capacity of the main engine fuel supply pipe 20 is 40 times or more. It is desirable to be less than double.

排出弁装置３２は、弁制御装置２４によって、エンジン１０の負荷に応じて開閉制御される。弁制御装置２４には、主機燃料供給配管２０に設けられてエンジン１０へ供給される燃料ガスの圧力を検出する圧力センサ（圧力検出装置）２３と、図示しないエンジン１０の制御装置とが、情報伝達可能に接続されている。圧力センサ２３の検出信号は、弁制御装置２４へ出力される。また、エンジン１０の制御装置から、エンジン１０の負荷に関する情報が弁制御装置２４へ送られる。弁制御装置２４には、エンジン１０の負荷に対応した設定圧力が記憶されている。そして、弁制御装置２４は、エンジン１０の制御装置から取得したエンジン１０の負荷に基づいて当該負荷に対応する設定圧力を求め、検出圧力が設定圧力に近づくように排出弁装置３２が開閉又は開度変化するように排出弁装置３２の駆動部３２ａを制御する。   The discharge valve device 32 is controlled to open and close by the valve control device 24 according to the load of the engine 10. The valve control device 24 includes a pressure sensor (pressure detection device) 23 that is provided in the main engine fuel supply pipe 20 and detects the pressure of the fuel gas supplied to the engine 10 and a control device for the engine 10 (not shown). It is connected so that it can be transmitted. A detection signal of the pressure sensor 23 is output to the valve control device 24. Further, information regarding the load on the engine 10 is sent from the control device of the engine 10 to the valve control device 24. The valve control device 24 stores a set pressure corresponding to the load of the engine 10. Then, the valve control device 24 obtains a set pressure corresponding to the load based on the load of the engine 10 acquired from the control device of the engine 10, and the discharge valve device 32 is opened / closed or opened so that the detected pressure approaches the set pressure. The drive part 32a of the discharge valve device 32 is controlled so as to change the degree.

例えば、前述のようにエンジン１０が停止したときに、エンジン１０の負荷がゼロとなる。このとき、圧力センサ２３の検出圧力が設定圧力（例えば、耐圧タンク１４の計画圧力）となるまで排出弁装置３２により排出流路が開放されて、主機燃料供給系統２に生じた余剰の高圧燃料ガスの一部が耐圧タンク１４へ排出される。つまり、排出弁装置３２は、エンジン１０の運転時は原則として閉止されており、エンジン１０の停止直後に開放される。   For example, when the engine 10 is stopped as described above, the load on the engine 10 becomes zero. At this time, the discharge flow path is opened by the discharge valve device 32 until the detected pressure of the pressure sensor 23 reaches a set pressure (for example, the planned pressure of the pressure tank 14), and excess high-pressure fuel generated in the main fuel supply system 2 A part of the gas is discharged to the pressure tank 14. That is, the discharge valve device 32 is closed in principle when the engine 10 is operating, and is opened immediately after the engine 10 is stopped.

また、例えば、エンジン１０の負荷の低下率が所定値より大きいときに（即ち、エンジン１０の負荷が急激に低下したときに）、弁制御装置２４で算出される設定圧力が急激に低下する。このとき、圧力センサ２３の検出圧力が設定圧力（例えば、１５〜３０ＭＰａの圧力）となるまで排出弁装置３２が開放されて、主機燃料供給系統２に生じた余剰の高圧燃料ガスの一部が耐圧タンク１４へ排出される。つまり、排出弁装置３２は、エンジンの運転時は原則的に閉止されているが、運転中であっても、エンジン１０の負荷の低下率が所定値より大きくなれば開放され、圧力センサ２３の検出圧力が設定圧力となると閉止される。   Further, for example, when the rate of decrease in the load of the engine 10 is larger than a predetermined value (that is, when the load of the engine 10 is rapidly decreased), the set pressure calculated by the valve control device 24 is rapidly decreased. At this time, the discharge valve device 32 is opened until the detected pressure of the pressure sensor 23 reaches a set pressure (for example, a pressure of 15 to 30 MPa), and a part of the excess high-pressure fuel gas generated in the main fuel supply system 2 is removed. It is discharged to the pressure tank 14. That is, the discharge valve device 32 is closed in principle during the operation of the engine, but even when the engine is in operation, the discharge valve device 32 is opened when the rate of decrease in the load of the engine 10 exceeds a predetermined value. It closes when the detected pressure reaches the set pressure.

供給弁装置３４は、複数の機能を備えるために、機能の異なる複数の弁を備えることができる。供給弁装置３４は、供給配管３３に形成された燃料ガス流路を開閉する機能を少なくとも備えている。本実施形態に係る供給弁装置３４は、開閉機能に加えて減圧機能を備えていてもよい。この減圧機能は、耐圧タンク１４に貯められている燃料ガスを、補機の要求する圧力に応じて減圧する機能である。例えば、供給弁装置３４は、供給弁装置３４の出口の燃料ガスの圧力が補機燃料供給配管７５の燃料ガスと同じかそれよりやや大きい圧力（例えば、０．５ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下）となるように、燃料ガスを減圧する。   Since the supply valve device 34 has a plurality of functions, the supply valve device 34 can include a plurality of valves having different functions. The supply valve device 34 has at least a function of opening and closing a fuel gas passage formed in the supply pipe 33. The supply valve device 34 according to the present embodiment may have a pressure reducing function in addition to the opening / closing function. This decompression function is a function of decompressing the fuel gas stored in the pressure tank 14 in accordance with the pressure required by the auxiliary equipment. For example, the supply valve device 34 is configured such that the pressure of the fuel gas at the outlet of the supply valve device 34 is the same as or slightly higher than the fuel gas in the auxiliary fuel supply pipe 75 (for example, 0.5 MPa to 0.8 MPa). The fuel gas is depressurized so that

供給弁装置３４は、耐圧タンク１４の圧力に応じて開閉される。弁制御装置３６には、耐圧タンク１４の圧力を検出する圧力センサ３５からの検出信号が出力される。弁制御装置３６は、圧力センサ３５の検出圧力が予め記憶された所定値となると、供給弁装置３４を開放するように、供給弁装置３４の駆動部３４ａを動作させる。   The supply valve device 34 is opened and closed according to the pressure in the pressure tank 14. A detection signal from a pressure sensor 35 that detects the pressure in the pressure-resistant tank 14 is output to the valve control device 36. The valve control device 36 operates the drive unit 34a of the supply valve device 34 so as to open the supply valve device 34 when the pressure detected by the pressure sensor 35 reaches a predetermined value stored in advance.

供給弁装置３４が開放されると、耐圧タンク１４内の燃料ガスが、供給配管３３を通じて補機燃料供給配管７５へ流入し、補機燃料供給配管７５から少なくとも１つの補機へ供給される。このようにして補機へ供給された燃料ガスは、当該補機で燃料として利用される。なお、補機燃料供給配管７５には、発電用エンジン７１及びボイラ７２の他に、ＧＣＵ７３が接続されていてもよい。ＧＣＵ７３では、耐圧タンク１４から供給された燃料ガスの一部を燃焼して排出する。この場合、ＧＣＵ７３は従来船舶に搭載されていたものと比較して小型のものを採用することができる。   When the supply valve device 34 is opened, the fuel gas in the pressure tank 14 flows into the auxiliary fuel supply pipe 75 through the supply pipe 33 and is supplied from the auxiliary fuel supply pipe 75 to at least one auxiliary machine. The fuel gas supplied to the auxiliary machine in this way is used as fuel in the auxiliary machine. In addition to the power generation engine 71 and the boiler 72, a GCU 73 may be connected to the auxiliary fuel supply pipe 75. In the GCU 73, a part of the fuel gas supplied from the pressure tank 14 is burned and discharged. In this case, the GCU 73 can be smaller than that conventionally mounted on a ship.

また、耐圧タンク１４内の圧力が燃料タンク１１内の圧力よりも高い場合は、耐圧タンク１４内の燃料ガスを燃料タンク１１へ戻すことができる。この場合、昇圧装置７０が停止され、供給弁装置３４及びバイパスバルブ７７が開放される。すると、耐圧タンク１４に貯められている燃料ガスが、供給配管３３を通じて補機燃料供給配管７５へ流入し、補機燃料供給配管７５からバイパス配管７６及び燃料取出配管７４を通じて燃料タンク１１へ流入する。換言すれば、供給配管３３、補機燃料供給配管７５、バイパス配管７６及び燃料取出配管７４により、耐圧タンク１４から燃料タンク１１へ燃料ガスを供給する流路が形成されている。このようにして燃料タンク１１へ供給された燃料ガスは、燃料タンク１１内の加圧（昇圧）に利用されるとともに、燃料として再利用される。   Further, when the pressure in the pressure tank 14 is higher than the pressure in the fuel tank 11, the fuel gas in the pressure tank 14 can be returned to the fuel tank 11. In this case, the booster 70 is stopped and the supply valve device 34 and the bypass valve 77 are opened. Then, the fuel gas stored in the pressure tank 14 flows into the auxiliary fuel supply pipe 75 through the supply pipe 33, and flows into the fuel tank 11 from the auxiliary fuel supply pipe 75 through the bypass pipe 76 and the fuel extraction pipe 74. . In other words, the supply pipe 33, the auxiliary fuel supply pipe 75, the bypass pipe 76, and the fuel extraction pipe 74 form a flow path for supplying fuel gas from the pressure tank 14 to the fuel tank 11. The fuel gas supplied to the fuel tank 11 in this way is used for pressurization (pressure increase) in the fuel tank 11 and is reused as fuel.

以上説明したように、上記船舶の燃料供給システム１では、主機燃料供給系統２で生じた余剰の燃料ガスは、耐圧タンク１４へ送られて耐圧タンク１４で一時的に貯えられる。そして、耐圧タンク１４に貯えられた燃料ガスは少なくとも１つの補機へ送られて、補機で燃料として利用される。補機へ送られる燃料ガスは、主機燃料供給配管２０から耐圧タンク１４へ排出される過程及び耐圧タンク１４から補機へ供給される過程のうち少なくとも一方で減圧されることで、補機で燃料として利用することができる。特に、燃料ガスが主機燃料供給配管２０から耐圧タンク１４へ排出される過程で減圧されることによれば、船内でより安全に燃料ガスを貯蔵することができる。また、耐圧タンク１４に貯えられた燃料ガスは、耐圧タンク１４から燃料タンク１１へ送られて、燃料として再利用される。このように、本実施形態に係る燃料供給システム１によれば、主機燃料供給系統２で生じた余剰の燃料ガスは、燃焼して放出するのではなく船内に貯蔵され、さらに、補機及び主機の燃料として有効に利用される。この結果、ガス燃料のエネルギー効率の向上を図ることができる。   As described above, in the ship fuel supply system 1, surplus fuel gas generated in the main engine fuel supply system 2 is sent to the pressure tank 14 and temporarily stored in the pressure tank 14. The fuel gas stored in the pressure tank 14 is sent to at least one auxiliary machine and used as fuel in the auxiliary machine. The fuel gas sent to the auxiliary machine is depressurized at least one of a process of being discharged from the main engine fuel supply pipe 20 to the pressure tank 14 and a process of being supplied from the pressure tank 14 to the auxiliary machine. Can be used as In particular, when the fuel gas is decompressed in the process of being discharged from the main engine fuel supply pipe 20 to the pressure tank 14, the fuel gas can be stored more safely in the ship. The fuel gas stored in the pressure tank 14 is sent from the pressure tank 14 to the fuel tank 11 and reused as fuel. As described above, according to the fuel supply system 1 according to the present embodiment, surplus fuel gas generated in the main engine fuel supply system 2 is stored in the ship instead of being burned and released. It is effectively used as a fuel. As a result, the energy efficiency of the gas fuel can be improved.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の補機燃料供給配管７５の構成は例えば以下のように変更することができる。図２は、変形例に係る補機燃料供給配管７５を備えた船舶の燃料供給システム１の概略構成を示した図である。   Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the configuration of the auxiliary fuel supply pipe 75 can be changed as follows, for example. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a marine fuel supply system 1 including an auxiliary fuel supply pipe 75 according to a modification.

図２に示された燃料供給システム１では、補機燃料供給系統３において昇圧装置７０と耐圧タンク１４とが第１補機燃料供給配管７５ａで接続され、耐圧タンク１４と補機とが供給配管３３及びこれと接続された第２補機燃料供給配管７５ｂで接続されている。上記構成の補機燃料供給系統３では、燃料タンク１１のボイルオフガスが燃料取出配管７４を通じて昇圧装置７０へ送られて、昇圧装置７０で所定圧力まで昇圧される。そして、昇圧装置７０で昇圧された燃料ガスは、第１補機燃料供給配管７５ａを通じて耐圧タンク１４へ送られて、耐圧タンク１４に貯えられる。更に、耐圧タンク１４に貯えられた燃料ガスは、供給配管３３及び第２補機燃料供給配管７５ｂを通じて各補機へ送られる。   In the fuel supply system 1 shown in FIG. 2, in the auxiliary fuel supply system 3, the booster 70 and the pressure tank 14 are connected by a first auxiliary fuel supply pipe 75a, and the pressure tank 14 and the auxiliary machine are connected to the supply pipe. 33 and a second auxiliary fuel supply pipe 75b connected thereto. In the auxiliary fuel supply system 3 having the above-described configuration, the boil-off gas in the fuel tank 11 is sent to the booster 70 through the fuel extraction pipe 74 and is boosted to a predetermined pressure by the booster 70. The fuel gas boosted by the booster 70 is sent to the pressure tank 14 through the first auxiliary fuel supply pipe 75 a and stored in the pressure tank 14. Further, the fuel gas stored in the pressure tank 14 is sent to each auxiliary machine through the supply pipe 33 and the second auxiliary fuel supply pipe 75b.

上記構成によれば、ボイルオフガスだけでは燃料が不足する場合に、主機燃料供給系統２から排出された燃料ガスで燃料不足分を補うことができる。ここで、耐圧タンク１４に設けられた圧力センサ２５で検出された耐圧タンク１４内の圧力が補機の要求圧力を下回った場合には、耐圧タンク１４内の圧力が補機の要求圧力を満たすために必要な量の燃料ガスが主機燃料供給系統２から耐圧タンク１４へ供給される。更に、ボイルオフガスが昇圧された燃料ガスと、主機燃料供給系統２から排出された燃料ガスとが、耐圧タンク１４で混合されてから各補機へ送られる。これにより、補機へ供給される燃料ガスの圧力脈動や燃焼カロリの不均一を低減することができる。   According to the above configuration, when the fuel is insufficient with only the boil-off gas, the fuel shortage can be compensated with the fuel gas discharged from the main engine fuel supply system 2. Here, when the pressure in the pressure tank 14 detected by the pressure sensor 25 provided in the pressure tank 14 falls below the required pressure of the auxiliary machine, the pressure in the pressure tank 14 satisfies the required pressure of the auxiliary machine. Therefore, a necessary amount of fuel gas is supplied from the main engine fuel supply system 2 to the pressure tank 14. Further, the fuel gas whose pressure is increased from the boil-off gas and the fuel gas discharged from the main engine fuel supply system 2 are mixed in the pressure tank 14 and then sent to each auxiliary machine. Thereby, the pressure pulsation of the fuel gas supplied to the auxiliary machine and the unevenness of the combustion calories can be reduced.

１ 燃料供給システム
２ 主機燃料供給系統
３ 補機燃料供給系統
１０ エンジン（ガス焚き２サイクルディーゼルエンジン）
１１ 燃料タンク
１２ 燃料ガス化装置
１４ 耐圧タンク
２１ 配管
２０ 主機燃料供給配管
２３ 圧力センサ（圧力検出装置）
２４ 弁制御装置
２５ 圧力センサ
３１ 排出配管
３２ 排出弁装置
３３ 供給配管
３４ 供給弁装置
３５ 圧力センサ
３６ 弁制御装置
７０ 昇圧装置
７１ 発電用エンジン
７２ ボイラ
７３ ＧＣＵ
７４ 燃料取出配管
７５ 補機燃料供給配管
７６ バイパス配管
７８ 再液化装置
７９ ヒーター
８１ 配管 1 Fuel Supply System 2 Main Engine Fuel Supply System 3 Auxiliary Fuel Supply System 10 Engine (Gas Fired 2-Cycle Diesel Engine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Fuel tank 12 Fuel gasifier 14 Pressure-resistant tank 21 Piping 20 Main machine fuel supply piping 23 Pressure sensor (pressure detection apparatus)
24 valve control device 25 pressure sensor 31 discharge pipe 32 discharge valve device 33 supply pipe 34 supply valve device 35 pressure sensor 36 valve control device 70 booster device 71 power generation engine 72 boiler 73 GCU
74 Fuel extraction piping 75 Auxiliary fuel supply piping 76 Bypass piping 78 Reliquefaction device 79 Heater 81 Piping

Claims (9)

ガス焚き２サイクルディーゼルエンジンを主機として搭載した船舶の燃料供給システムであって、
液化ガス燃料が貯蔵された燃料タンクと、
前記燃料タンクから送られた前記液化ガス燃料を昇圧するとともに気化して燃料ガスとする燃料ガス化装置と、
前記燃料ガス化装置から前記エンジンへ前記燃料ガスを送るための主機燃料供給配管と、
前記主機燃料供給配管で余剰となった前記燃料ガスを前記主機燃料供給配管内の前記燃料ガスの圧力よりも低圧で貯える耐圧タンクと、
前記主機燃料供給配管から前記耐圧タンクへ前記燃料ガスを送る排出流路を形成する排出配管と、
前記排出流路を開閉し、前記耐圧タンクへ送られる前記燃料ガスを前記耐圧タンクの耐圧性能を超えない圧力に減圧する、前記排出配管に設けられた排出弁装置と、
前記耐圧タンクから前記船舶の少なくとも１つの補機へ前記燃料ガスを送る供給流路を形成する供給配管と、
前記供給流路を開閉し、前記補機へ送られる前記燃料ガスを前記補機が要求する前記燃料ガスの圧力に減圧する、前記供給配管に設けられた供給弁装置とを備え、
前記排出弁装置は、前記エンジンの運転時に前記排出流路を原則的に閉止し、前記エンジンへの燃料ガスの供給を停止した直後に前記排出流路を開放する、
船舶の燃料供給システム。 A marine fuel supply system equipped with a gas-fired two-cycle diesel engine as the main engine,
A fuel tank in which liquefied gas fuel is stored;
A fuel gasifier that boosts the pressure of the liquefied gas fuel sent from the fuel tank and vaporizes it into fuel gas; and
Main engine fuel supply piping for sending the fuel gas from the fuel gasifier to the engine;
A pressure-resistant tank that stores the excess fuel gas in the main engine fuel supply pipe at a pressure lower than the pressure of the fuel gas in the main engine fuel supply pipe;
A discharge pipe forming a discharge flow path for sending the fuel gas from the main engine fuel supply pipe to the pressure tank;
A discharge valve device provided in the discharge pipe that opens and closes the discharge flow path and depressurizes the fuel gas sent to the pressure tank to a pressure not exceeding the pressure resistance of the pressure tank ;
A supply pipe that forms a supply flow path for sending the fuel gas from the pressure tank to at least one auxiliary machine of the ship;
A supply valve device provided in the supply pipe for opening and closing the supply flow path and reducing the fuel gas sent to the auxiliary machine to the pressure of the fuel gas required by the auxiliary machine ,
The discharge valve device, the discharge channel is essentially closed during operation of the engine, open the discharge channel immediately after stopping the supply of fuel gas to the engine,
Ship fuel supply system. ガス焚き２サイクルディーゼルエンジンを主機として搭載した船舶の燃料供給システムであって、A marine fuel supply system equipped with a gas-fired two-cycle diesel engine as the main engine,
液化ガス燃料が貯蔵された燃料タンクと、A fuel tank in which liquefied gas fuel is stored;
前記燃料タンクから送られた前記液化ガス燃料を昇圧するとともに気化して燃料ガスとする燃料ガス化装置と、A fuel gasifier that boosts the pressure of the liquefied gas fuel sent from the fuel tank and vaporizes it into fuel gas; and
前記燃料ガス化装置から前記エンジンへ前記燃料ガスを送る主機燃料供給配管と、Main engine fuel supply piping for sending the fuel gas from the fuel gasifier to the engine;
前記主機燃料供給配管で余剰となった前記燃料ガスを前記主機燃料供給配管内の前記燃料ガスの圧力よりも低圧で貯える耐圧タンクと、A pressure-resistant tank that stores the excess fuel gas in the main engine fuel supply pipe at a pressure lower than the pressure of the fuel gas in the main engine fuel supply pipe;
前記主機燃料供給配管から前記耐圧タンクへ前記燃料ガスを送る排出配管と、A discharge pipe for sending the fuel gas from the main engine fuel supply pipe to the pressure tank;
前記排出配管に設けられた排出弁装置と、A discharge valve device provided in the discharge pipe;
前記耐圧タンクから前記船舶の少なくとも１つの補機へ前記燃料ガスを送る供給配管と、A supply pipe for sending the fuel gas from the pressure tank to at least one auxiliary machine of the ship;
前記供給配管に設けられた供給弁装置と、A supply valve device provided in the supply pipe;
前記排出弁装置を、前記エンジンの運転時に原則的に閉止し、前記エンジンの負荷の低下率が所定値より大きくなれば前記排出弁装置を開放するように動作させる弁制御装置とを、備えた、A valve control device that closes the discharge valve device in principle during operation of the engine and operates to open the discharge valve device when a rate of decrease in the load of the engine exceeds a predetermined value. ,
船舶の燃料供給システム。Ship fuel supply system. ガス焚き２サイクルディーゼルエンジンを主機として搭載した船舶の燃料供給システムであって、A marine fuel supply system equipped with a gas-fired two-cycle diesel engine as the main engine,
液化ガス燃料が貯蔵された燃料タンクと、A fuel tank in which liquefied gas fuel is stored;
前記燃料タンクから送られた前記液化ガス燃料を昇圧するとともに気化して燃料ガスとする燃料ガス化装置と、A fuel gasifier that boosts the pressure of the liquefied gas fuel sent from the fuel tank and vaporizes it into fuel gas; and
前記燃料ガス化装置から前記エンジンへ前記燃料ガスを送る主機燃料供給配管と、Main engine fuel supply piping for sending the fuel gas from the fuel gasifier to the engine;
前記主機燃料供給配管で余剰となった前記燃料ガスを前記主機燃料供給配管内の前記燃料ガスの圧力よりも低圧で貯える耐圧タンクと、A pressure-resistant tank that stores the excess fuel gas in the main engine fuel supply pipe at a pressure lower than the pressure of the fuel gas in the main engine fuel supply pipe;
前記主機燃料供給配管から前記耐圧タンクへ前記燃料ガスを送る排出配管と、A discharge pipe for sending the fuel gas from the main engine fuel supply pipe to the pressure tank;
前記排出配管に設けられた排出弁装置と、A discharge valve device provided in the discharge pipe;
前記耐圧タンクから前記船舶の少なくとも１つの補機へ前記燃料ガスを送る供給配管と、A supply pipe for sending the fuel gas from the pressure tank to at least one auxiliary machine of the ship;
前記供給配管に設けられた供給弁装置と、A supply valve device provided in the supply pipe;
前記エンジンへ供給される前記燃料ガスの圧力を検出する圧力検出装置と、A pressure detection device for detecting the pressure of the fuel gas supplied to the engine;
前記主機燃料供給配管内の前記燃料ガスが前記耐圧タンクへ排出されることにより、前記圧力検出装置の検出圧力が前記エンジンの負荷と対応する設定圧力となるように、前記排出弁装置を動作させる弁制御装置とを、備えた、The exhaust valve device is operated so that the detected pressure of the pressure detection device becomes a set pressure corresponding to the load of the engine by discharging the fuel gas in the main fuel supply pipe to the pressure tank. A valve control device,
船舶の燃料供給システム。Ship fuel supply system. 前記耐圧タンクから前記燃料タンクへ前記燃料ガスを送るための配管を、更に備えた、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶の燃料供給システム。 A pipe for sending the fuel gas from the pressure tank to the fuel tank;
The ship fuel supply system according to any one of claims 1 to 3. 前記燃料タンクから送られた前記液化ガス燃料のボイルオフガスを昇圧する昇圧装置と、
前記昇圧装置から前記少なくとも１つの補機へ前記燃料ガスを送るための補機燃料供給配管とを、更に備え、
前記供給配管が前記補機燃料供給配管と接続されており、前記耐圧タンク内の前記燃料ガスの圧力が前記補機燃料供給配管内の前記燃料ガスの圧力以上である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の船舶の燃料供給システム。 A booster that boosts the boil-off gas of the liquefied gas fuel sent from the fuel tank;
An auxiliary fuel supply pipe for sending the fuel gas from the booster to the at least one auxiliary machine,
The supply pipe is connected to the auxiliary fuel supply pipe, and the pressure of the fuel gas in the pressure tank is equal to or higher than the pressure of the fuel gas in the auxiliary fuel supply pipe.
The ship fuel supply system according to any one of claims 1 to 4. 前記補機が発電用エンジン、ボイラ及び再液化装置のうち少なくとも１つである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の船舶の燃料供給システム。 The ship fuel supply system according to any one of claims 1 to 5 , wherein the auxiliary machine is at least one of a power generation engine, a boiler, and a reliquefaction device. 前記排出弁装置の出口及び前記耐圧タンク内の少なくとも一方の前記燃料ガスの圧力が、０．５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の船舶の燃料供給システム。 The ship fuel supply according to any one of claims 1 to 6 , wherein a pressure of at least one of the fuel gas in an outlet of the discharge valve device and in the pressure-resistant tank is 0.5 MPa or more and 1.0 MPa or less. system. 前記供給弁装置の出口の前記燃料ガスの圧力が０．５ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶の燃料供給システム。 The ship fuel supply system according to any one of claims 1 to 7 , wherein a pressure of the fuel gas at an outlet of the supply valve device is 0.5 MPa or more and 0.8 MPa or less. 前記耐圧タンクの容量が、前記主機燃料供給配管の容量の２０倍以上４０倍以下である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の船舶の燃料供給システム。 The ship fuel supply system according to any one of claims 1 to 8 , wherein a capacity of the pressure tank is 20 to 40 times a capacity of the main engine fuel supply pipe.
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