RU2559433C2 - Способ и система обеспечения топлива в виде сжиженного природного газа для судна - Google Patents

Способ и система обеспечения топлива в виде сжиженного природного газа для судна Download PDF

Info

Publication number
RU2559433C2
RU2559433C2 RU2013112555/11A RU2013112555A RU2559433C2 RU 2559433 C2 RU2559433 C2 RU 2559433C2 RU 2013112555/11 A RU2013112555/11 A RU 2013112555/11A RU 2013112555 A RU2013112555 A RU 2013112555A RU 2559433 C2 RU2559433 C2 RU 2559433C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
natural gas
liquefied
liquefied natural
heat
fuel
Prior art date
Application number
RU2013112555/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013112555A (ru
Inventor
Харальд ОРСЕТ
Original Assignee
Вяртсиля Ойл Энд Гэс Системз Ас
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вяртсиля Ойл Энд Гэс Системз Ас filed Critical Вяртсиля Ойл Энд Гэс Системз Ас
Publication of RU2013112555A publication Critical patent/RU2013112555A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2559433C2 publication Critical patent/RU2559433C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/14—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven relating to internal-combustion engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/6416—With heating or cooling of the system
    • Y10T137/6579—Circulating fluid in heat exchange relationship

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области транспортировки по морю сжиженных газов, в частности сжиженных газов с температурой кипения выше ­48°C. Для обеспечения топлива в виде сжиженного природного газа для судна (1, 6) используют первый сжиженный газ. По меньшей мере одну грузовую цистерну (2, 7) используют для второго сжиженного газа (груза). Первый сжиженный газ имеет более низкую температуру кипения, чем второй. Тепло для испарения и/или нагрева первого сжиженного газа частично отбирают от содержимого грузовой цистерны. Часть тепла получают посредством теплообмена с испарениями содержимого грузовой цистерны и конденсации этих испарений. Достигается безопасность использования судна для окружающей среды, уменьшение количества охлаждающих модулей для повторного сжижения и соответствующих трубопроводных и электрокабельных систем, уменьшение затрат энергии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области транспортировки по морю сжиженных газов, в частности сжиженных газов с температурой кипения выше -48°C.
Примерами таких сжиженных газов являются пропан, бутаны, пропилены, винилхлорид, бутадиен, бутилены, аммиак и т.д.
Общим названием для пропана и бутана является название «сжиженный нефтяной газ».
Изобретение может также в некоторой степени быть применено к газам с температурой кипения до -105°C, например, таким газам, как этилен и этан.
Уровень техники
В последние годы большое внимание было привлечено к качеству топлива для судов. Общепринятым топливом для океанских судов до настоящего времени было тяжелое дизельное топливо различного качества. Однако из-за загрязнения окружающей среды в будущем будут введены ограничения на его использование.
В качестве альтернативы тяжелому дизельному топливу предлагается использовать природный газ (главным образом метан), который уже применялся в судах различных типов. Природный газ является экологически чистым топливом, почти не производящим выбросов оксидов азота и твердых частиц, а также производящим приблизительно на 25% меньше выбросов CO2 по сравнению с тяжелым дизельным топливом.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения - сделать природный газ пригодным и выгодным топливом для судов, транспортирующих сжиженные газы с температурами кипения выше -48°C, и в некоторой степени для судов, транспортирующих сжиженные газы с температурами кипения до -105°C.
Природный газ как топливо для судов принимается в жидком состоянии и хранится в отдельных топливных цистернах, которые могут иметь различные конфигурации.
Температура хранения сжиженного природного газа составляет приблизительно -160°C.
Однако температура природного газа перед его поступлением по меньшей мере в один двигатель сгорания, находящийся в машинном отделении, должна быть приблизительно равна температуре окружающей среды.
Поэтому сжиженный природный газ необходимо испарять и нагревать перед использованием в двигателях.
Суда для транспортировки сжиженных газов, о которых говорилось выше, обычно снабжены поглощающими тепло устройствами для повторного сжижения испаряющихся газов (т.е. груза).
Несмотря на то, что грузовые цистерны теплоизолированы, некоторое количество тепла проникает внутрь грузовых цистерн, и некоторая часть груза испаряется во время плавания и при нахождении в порту.
Для удержания давления газа в грузовых цистернах на допустимом уровне испарившийся газ необходимо конденсировать в установке для повторного сжижения газов и возвращать в грузовую цистерну в жидком состоянии.
Базовой идеей настоящего изобретения является объединение процесса потребления тепла для испарения и/или нагрева сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива для приведения в движение судна, и процесса выделения тепла от конденсации испарившихся газов из грузовых цистерн.
Предварительные расчеты показывают приблизительный баланс между потреблением тепла для испарения и/или нагрева необходимого количества сжиженного природного газа для приведения в движение судна и одновременным выделением тепла при повторном сжижении испарившегося количества груза.
Этот же принцип теплообмена также обычно применим для плавания с балластом, когда грузовые цистерны почти свободны от жидкого содержимого, но при этом удерживаются в холодном состоянии с паровой атмосферой. Проникновение тепла из окружающей среды стремится повысить давление паров в грузовой цистерне, но теплообмен со сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива, удерживает давление на низком уровне, что также выгодно для эффективной загрузки груза в следующем порту.
В случаях, когда расчеты показывают значительную разность между потреблением тепла для испарения и/или частичного нагрева сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, и выделением тепла при повторном сжижении груза, толщина теплоизоляции грузовых цистерн может быть использована в качестве параметра для установления баланса.
Испарение и/или нагрев сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, и одновременная конденсация сжиженного груза могут выполняться в одном или более теплообменнике, а в случае, если судно предназначено для одновременной транспортировки двух или более разных грузов, представляющих собой сжиженные газы, должно иметься соответствующее количество теплообменников для изоляции грузов друг от друга.
Альтернативно, теплообмен между сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива, и испарившимся грузом может происходить в паровой среде каждой грузовой цистерны; например, сжиженный природный газ, используемый в качестве топлива, может перемещаться в трубчатых змеевиках, а трубчатые змеевики могут быть снабжены ребрами для улучшения теплообмена.
Также может быть применена система непрямой передачи тепла, в которой тепло от конденсации груза передается некоторой циркулирующей третьей среде (например, пропановой), а от этой третьей среды тепло передается в теплообменнике сжиженному природному газу, используемому в качестве топлива, для его испарения и/или нагрева.
Судно для транспортировки сжиженного газа, использующее в качестве топлива сжиженный природный газ, очень привлекательно с точки зрения безопасности для окружающей среды, поскольку оно не выбрасывает в атмосферу вредные вещества и парниковые газы; ожидается, что такое судно будет соответствовать всем будущим стандартам и законам в этой области.
Кроме того, следующие значительные экономические выгоды обеспечиваются настоящим изобретением по сравнению с использованием тяжелых дизельных топлив для приведения судов в движение:
- уменьшенное количество охлаждающих модулей для повторного сжижения и уменьшенное количество соответствующих трубопроводных и электрокабельных систем, поскольку теперь эти охлаждающие модули по существу будут выполнять функцию лишь вспомогательных средств, а основным средством для повторного сжижения будет теплообмен с процессом испарения и/или нагрева сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива;
- уменьшенные (или нулевые) затраты энергии на функционирование установки для повторного сжижения во время плавания с грузом.
Маршевые двигатели, использующие в качестве топлива сжиженный природный газ, обычно являются двухтактными или четырехтактными.
Двигатели этих двух типов имеют разные системы подачи газа в двигатель.
Двухтактные газовые двигатели обычно предназначены для приема газового топлива (в качестве которого используется сжиженный природный газ) в состоянии сверхкритической жидкости с давлением в диапазоне 200-300 бар и при температуре окружающей среды (20-40°C).
Один насос высокого давления установлен на палубе для подачи сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, в сверхкритическом состоянии в машинное отделение, а также имеются средства для всасывания/подачи этого сжиженного природного газа из цистерны, в которой он хранится.
Рост температуры сжиженного природного газа при его прохождении через насос, согласно оценкам, находится в диапазоне от 15°C до 20°C, а оставшийся рост температуры от приблизительно -140°C до приблизительно температуры окружающей среды, согласно настоящему изобретению, обеспечивается (в той степени, в которой это практически осуществимо) посредством передачи тепла от повторного сжижения груза через теплообменники, расположенные на палубе, и/или посредством передачи тепла в паровом пространстве грузовых цистерн.
Окончательный нагрев до температуры окружающей среды обеспечивается другим источником тепла, таким как пар, смесь гликоля и воды и т.п.
Четырехтактные газовые двигатели обычно предназначены для приема газа с давлением из диапазона 3-6 бар и при температуре окружающей среды (20-40°C).
В случае с четырехтактными двигателями сжиженный природный газ сначала должен быть испарен, а затем нагрет от температуры хранения, которая составляет приблизительно -160°C, до приблизительно температуры окружающей среды.
В случае с четырехтактными двигателями, как и в случае с двухтактными двигателями, согласно настоящему изобретению тепло для испарения и нагрева сжиженного природного газа предоставляется (в той степени, в которой это практически осуществимо) посредством передачи тепла от повторного сжижения груза через теплообменники, расположенные на палубе, и/или, альтернативно, посредством передачи тепла в паровом пространстве грузовых цистерн.
Как и в случае с двухтактными двигателями, окончательный нагрев до температуры окружающей среды обеспечивается отдельно другим источником тепла, таким как пар, смесь гликоля и воды и т.п.
Типы и расположения цистерн для хранения сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, могут быть разными от случая к случаю, а типовые расположения показаны на прилагаемых фигурах 1 и 2.
В случае, когда все грузовые цистерны снабжены устройствами для теплообмена в паровом пространстве, дополнительные устройства для работы с испарившимся грузом не требуются, когда в качестве топлива для судна используется сжиженный природный газ.
В случае, когда по меньшей мере один теплообменник установлен снаружи грузовых цистерн, может дополнительно быть необходимо установить компрессор (предпочтительно, выполненный с возможностью регулировки скорости работы) со средствами для всасывания испарившегося газа из грузовых цистерн.
Сущность и объем изобретения определены независимыми пунктами 1 и 9 формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 - вид в разрезе первого судна, пригодного для использования настоящего изобретения,
фигура 2 - вид в разрезе второго судна, пригодного для использования настоящего изобретения,
фигуры 3-8 - принципиальные схемы различных предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Фигура 1 показывает типовое судно полурефрижераторного типа для транспортировки сжиженного газа.
Показаны две типовые цилиндрические грузовые цистерны, представляющие собой сосуды высокого давления; однако в полурефрижераторных судах различных проектов количество и форма этих грузовых цистерн могут быть другими (например, эти грузовые цистерны могут быть сферическими, двураздельными и т.д.).
1 - типовое судно полурефрижераторного типа,
2 - типовые грузовые цистерны для сжиженного нефтяного газа и других сжиженных грузов, описанные выше,
3 - по меньшей мере одна цистерна для хранения сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива,
4 - по меньшей мере один главный двигатель, использующий сжиженный природный газ в качестве источника энергии,
5 - рубка для размещения компонентов установки для повторного сжижения, а также для размещения оборудования для других действий с грузом.
Фигура 2 показывает типовое судно полностью рефрижераторного типа для транспортировки сжиженного газа.
Показаны три типовые призматические грузовые цистерны; однако в полностью рефрижераторных судах различных проектов количество этих грузовых цистерн может быть другим.
6 - типовое судно полностью рефрижераторного типа,
7 - типовые грузовые цистерны для сжиженного нефтяного газа и других сжиженных грузов, описанные выше,
8 - по меньшей мере одна цистерна для хранения сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива,
9 - по меньшей мере один главный двигатель, использующий сжиженный природный газ в качестве источника энергии,
10 - рубка для размещения компонентов установки для повторного сжижения, а также для размещения оборудования для других действий с грузом.
Фигура 3 показывает принципиальную схему судна полностью рефрижераторного типа для транспортировки сжиженного газа; судно имеет по меньшей мере один двухтактный главный двигатель и прямой теплообмен между сжиженным грузом и топливным газом, происходящий в паровом пространстве грузовых цистерн.
11 - три грузовые цистерны полностью рефрижераторного типа,
12 - цистерна для хранения сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, с интегрированными устройствами для подачи этого сжиженного природного газа (погружным насосом, как показано, или подобными устройствами),
13 - теплообменники, находящиеся в паровом пространстве грузовых цистерн,
14 - насос высокого давления для сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива,
15 - теплообменник для находящегося в сверхкритическом состоянии сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, доводящий температуру этого газа до температуры окружающей среды с использованием пара (или другого теплоносителя) в качестве нагревающей среды,
43 - клапан-регулятор температуры топлива, подаваемого в двигатель.
Фигура 4 показывает принципиальную схему судна полностью рефрижераторного типа для транспортировки сжиженного газа; судно имеет по меньшей мере один четырехтактный главный двигатель и прямой теплообмен между сжиженным грузом и топливным газом, происходящий в паровом пространстве грузовых цистерн.
16 - три грузовые цистерны полностью рефрижераторного типа,
17 - цистерна для хранения сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, с интегрированными устройствами для подачи этого сжиженного природного газа (погружным насосом, как показано, или подобными устройствами),
18 - теплообменники, находящиеся в паровом пространстве грузовых цистерн,
19 - теплообменник для испарившегося сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, доводящий температуру этого газа до температуры окружающей среды с использованием пара (или другого теплоносителя) в качестве нагревающей среды,
43 - клапан-регулятор температуры топлива, подаваемого в двигатель.
Фигура 5 показывает принципиальную схему судна полностью рефрижераторного типа для транспортировки сжиженного газа; судно имеет по меньшей мере один двухтактный главный двигатель; теплообмен между сжиженным грузом и топливным газом, находящимся в состоянии сверхкритической жидкости, происходит в теплообменниках, установленных на палубе.
20 - цистерна для хранения сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, с интегрированными устройствами для подачи этого сжиженного природного газа (погружным насосом, как показано, или подобными устройствами),
21 - насос высокого давления для сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива,
22 - теплообменники, установленные на палубе; показаны два отдельных теплообменника, каждый из которых может одновременно пропускать через себя два отдельных груза,
23 - компрессоры для всасывания испарившегося груза из грузовых цистерн и для их пропускания через теплообменники с достаточным давлением для того, чтобы в грузовые цистерны возвращался конденсат,
24 - теплообменник для находящегося в сверхкритическом состоянии сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, доводящий температуру этого газа до температуры окружающей среды с использованием пара (или другого теплоносителя) в качестве нагревающей среды,
43 - клапан-регулятор температуры топлива, подаваемого в двигатель,
45 - каналы для пара, соединенные с грузовыми цистернами (не показаны),
46 - каналы для конденсата, соединенные с грузовыми цистернами (не показаны).
Фигура 6 показывает принципиальную схему судна полностью рефрижераторного типа или полурефрижераторного типа для транспортировки сжиженного газа; судно имеет по меньшей мере один четырехтактный главный двигатель; теплообмен между сжиженным грузом и топливным газом происходит в теплообменниках, установленных на палубе.
25 - цистерна для хранения сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, с интегрированными устройствами для подачи этого сжиженного природного газа (погружным насосом, как показано, или подобными устройствами),
26 - теплообменники, установленные на палубе; показаны два отдельных теплообменника, каждый из которых может одновременно пропускать через себя два отдельных груза,
27 - компрессоры для всасывания испарившегося груза из грузовых цистерн и для их пропускания через теплообменники с достаточным давлением для того, чтобы в грузовые цистерны возвращался конденсат,
28 - теплообменник для испарившегося сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, доводящий температуру этого газа до температуры окружающей среды с использованием пара (или другого теплоносителя) в качестве нагревающей среды,
43 - клапан-регулятор температуры топлива, подаваемого в двигатель,
45 - каналы для пара, соединенные с грузовыми цистернами (не показаны),
46 - каналы для конденсата, соединенные с грузовыми цистернами (не показаны).
Фигура 7 показывает принципиальную схему судна полностью рефрижераторного типа для транспортировки сжиженного газа; судно имеет по меньшей мере один двухтактный или четырехтактный главный двигатель; теплообмен является двухступенчатым: сначала осуществляется теплообмен в паровом пространстве грузовых цистерн между испарившимся грузом и циркулирующей криогенной жидкостью, а затем осуществляется теплообмен в теплообменнике, установленном на палубе, между циркулирующей криогенной жидкостью и сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива.
29 - три грузовые цистерны полностью рефрижераторного типа,
30 - цистерна для хранения сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, с интегрированными устройствами для подачи сжиженного природного газа (погружным насосом, как показано, или подобными устройствами),
31 - теплообменники в паровом пространстве грузовых цистерн, предназначенные для нагрева циркулирующей криогенной жидкости,
32 - циркуляционный насос для криогенной текучей среды (пропана или подобной), предназначенной для переноса тепла,
33 - насос высокого давления (в случае двухтактного главного двигателя) для сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива,
34 - теплообменник, установленный на палубе, для теплообмена между циркулирующей криогенной текучей средой и сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива,
35 - теплообменник для находящегося в состоянии сверхкритической жидкости (в случае двухтактного двигателя) или испарившегося (в случае четырехтактного двигателя) сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, доводящий температуру этого газа до температуры окружающей среды с использованием пара (или другого теплоносителя) в качестве нагревающей среды,
43 - клапан-регулятор температуры топлива, подаваемого в двигатель,
44 - замкнутый контур для криогенной текучей среды.
Фигура 8 показывает принципиальную схему судна полностью рефрижераторного типа или полурефрижераторного типа для транспортировки сжиженного газа; судно имеет по меньшей мере один двухтактный или четырехтактный главный двигатель; теплообмен является двухступенчатым: сначала осуществляется теплообмен в теплообменниках, установленных на палубе, между испарившимся грузом и циркулирующей криогенной жидкостью, а затем в еще одном теплообменнике, установленном на палубе, осуществляется теплообмен между циркулирующей криогенной жидкостью и сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива.
36 - цистерна для хранения сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, с интегрированными устройствами для подачи сжиженного природного газа (погружным насосом, как показано, или подобным устройством),
37 - теплообменники, установленные на палубе; показаны два отдельных теплообменника, каждый из которых может одновременно пропускать через себя два отдельных груза,
38 - компрессоры для всасывания испарившегося груза из грузовых цистерн и для их пропускания через теплообменники с достаточным давлением для того, чтобы в грузовые цистерны возвращался конденсат,
39 - циркуляционный насос для криогенной текучей среды (пропана или подобной), предназначенной для переноса тепла,
40 - насос высокого давления (в случае двухтактного главного двигателя) для сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива,
41 - теплообменник, установленный на палубе, для теплообмена между циркулирующей криогенной текучей средой и сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива,
42 - теплообменник для находящегося в состоянии сверхкритической жидкости (в случае двухтактного двигателя) или испарившегося (в случае четырехтактного двигателя) сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, доводящий температуру этого газа до температуры окружающей среды с использованием пара (или другого теплоносителя) в качестве нагревающей среды,
43 - клапан-регулятор температуры топлива, подаваемого в двигатель,
44 - замкнутый контур для криогенной текучей среды,
45 - каналы для пара, соединенные с грузовыми цистернами (не показаны),
46 - каналы для конденсата, соединенные с грузовыми цистернами (не показаны).
Описание процесса
Рассмотрим случай двухтактного двигателя и принципиальную схему, показанную на фигуре 3. Сжиженный природный газ, используемый в качестве топлива и находящийся в цистерне (12), подается в насос (14) высокого давления, который повышает давление до уровня выше критического давления. При таком давлении не происходит испарение жидкости, и сжиженная текучая среда последовательно нагревается путем конденсации груза в теплообменниках (13), установленных в паровом пространстве грузовых цистерн. В заключение сжиженный природный газ, используемый в качестве топлива, нагревается выше критической температуры в теплообменнике (15) до температуры, которая требуется двигателем. Этот нагрев регулируется клапаном-регулятором (43) температуры, который регулирует подачу теплоносителя в теплообменник (15).
Рассмотрим альтернативный случай, показанный на фигуре 5. Конденсация груза может происходить в теплообменниках (22), установленных на палубе. Компрессоры (23) всасывают груз из каналов (45) для пара и возвращают его в грузовые цистерны через каналы (46) для конденсата.
Рассмотрим случай четырехтактного двигателя и принципиальную схему, показанную на фигуре 4. Сжиженный природный газ, используемый в качестве топлива и находящийся в цистерне (17), подается без повышения давления в теплообменники (18), установленные по параллельной схеме, где он испаряется при постоянной температуре. Испарившийся сжиженный природный газ, используемый в качестве топлива, дополнительно нагревается в теплообменнике (19) для испарившегося сжиженного природного газа до температуры, которая требуется двигателем. Этот нагрев регулируется клапаном-регулятором (43) температуры, который регулирует подачу теплоносителя в теплообменник (19).
Рассмотрим альтернативный случай, показанный на фигуре 6. Конденсация груза может происходить в теплообменниках (26), установленных на палубе. Компрессоры (27) всасывают груз из каналов (45) для пара и возвращают его в грузовые цистерны через каналы (46) для конденсата.
Рассмотрим альтернативу для обоих описанных выше случаев, которая показана на фигуре 7. Конденсация груза может происходить в грузовых цистернах (29), при этом тепло переносится к одному теплообменнику (34), установленному на палубе, циркулирующей криогенной жидкостью, находящейся в замкнутом контуре (44).
Рассмотрим альтернативу для обоих описанных выше случаев, которая показана на фигуре 8. Как конденсация груза, так и испарение/нагрев сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива, происходят в теплообменниках (37, 41), установленных на палубе. Как и в случае, показанном на фигуре 6, компрессоры (38) всасывают груз из каналов (45) для пара и возвращают его в грузовые цистерны через каналы (46) для конденсата.

Claims (15)

1. Способ испарения и/или нагрева первого сжиженного газа, используемого в качестве топлива для судна (1, 6), имеющего по меньшей мере одну грузовую цистерну (2, 7), содержащую второй сжиженный газ, при этом первый сжиженный газ имеет более низкую температуру кипения, чем второй сжиженный газ, а тепло для испарения и/или нагрева первого сжиженного газа отбирают по меньшей мере частично от содержимого указанной по меньшей мере одной грузовой цистерны, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанного тепла получают посредством теплообмена с испарениями содержимого указанной по меньшей мере одной грузовой цистерны и конденсации этих испарений.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый сжиженный газ представляет собой сжиженный природный газ.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура кипения второго сжиженного газа выше, чем -105°C.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура кипения второго сжиженного газа выше, чем -48°C.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что второй сжиженный газ представляет собой сжиженный нефтяной газ.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что теплообмен между сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива, и испарениями осуществляют в паровом пространстве в верхней части указанной по меньшей мере одной грузовой цистерны (16).
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что теплообмен между сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива, и испарениями осуществляют в отдельно установленных теплообменниках (22, 26).
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что теплообмен между сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива, и испарениями осуществляют опосредованно через криогенную среду, циркулирующую в контуре (44), включающем второй теплообменник (34) между криогенной средой и подлежащим нагреву сжиженным природным газом.
9. Система обеспечения топлива в виде сжиженного природного газа для приведения в движение судна (1, 6), имеющего по меньшей мере одну грузовую цистерну (11) для сжиженного газа, который имеет более высокую температуру, чем сжиженный природный газ, содержащая источник (12, 20) сжиженного природного газа и по меньшей мере один первый теплообменник (13, 22) для испарения и/или нагрева этого сжиженного природного газа, при этом тепло отбирается по меньшей мере частично от содержимого указанной по меньшей мере одной грузовой цистерны, отличающаяся тем, что предусмотрены средства снабжения указанного по меньшей мере одного первого теплообменника теплом от испарений газов, находящихся в указанной по меньшей мере одной грузовой цистерне.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что содержит одну или более вспомогательную установку, предназначенную только для повторного сжижения испарений груза, не сконденсировавшихся испарением сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива.
11. Система по п.9, отличающаяся тем, что первый теплообменник (13, 31) расположен в паровом пространстве в верхней части грузовой цистерны (11, 29).
12. Система по п.9, отличающаяся тем, что первый теплообменник представляет собой отдельно установленный теплообменник (22, 26).
13. Система по п.9, отличающаяся тем, что содержит контур (44) с циркулирующей криогенной средой для непрямого теплообмена между сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива, и испарениями груза, причем в контуре (44) имеется второй теплообменник (34), обеспечивающий теплообмен между криогенной средой и подлежащим нагреву сжиженным природным газом.
14. Система по п.9, отличающаяся тем, что содержит компрессор (23) для доставки испарений груза к указанному первому теплообменнику (26).
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что компрессор (23) также используется во вспомогательной системе для повторного сжижения испарений груза.
RU2013112555/11A 2010-08-25 2011-08-25 Способ и система обеспечения топлива в виде сжиженного природного газа для судна RU2559433C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20101189 2010-08-25
NO20101189 2010-08-25
PCT/NO2011/000235 WO2012026828A1 (en) 2010-08-25 2011-08-25 A method and arrangement for providing lng fuel for ships

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013112555A RU2013112555A (ru) 2014-09-27
RU2559433C2 true RU2559433C2 (ru) 2015-08-10

Family

ID=44801108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013112555/11A RU2559433C2 (ru) 2010-08-25 2011-08-25 Способ и система обеспечения топлива в виде сжиженного природного газа для судна

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20130233392A1 (ru)
EP (1) EP2609007B1 (ru)
JP (1) JP6069200B2 (ru)
KR (1) KR101750592B1 (ru)
CN (1) CN103189273B (ru)
AU (1) AU2011293978B2 (ru)
BR (1) BR112013004129A2 (ru)
RU (1) RU2559433C2 (ru)
WO (1) WO2012026828A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736062C2 (ru) * 2018-07-18 2020-11-11 Людмила Алексеевна Ежевская Контейнерный способ потребления газа двигателями транспортных средств

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101376531B1 (ko) 2012-11-22 2014-03-19 주식회사 코헥스 천연가스 추진선박용 액화천연가스 기화 시스템
US9188069B2 (en) * 2012-12-27 2015-11-17 Caterpillar Inc. Gaseous fuel system, direct injection gas engine system, and method
KR101277965B1 (ko) * 2013-02-19 2013-06-27 현대중공업 주식회사 Lng 연료 공급 시스템
EP2868890A1 (de) 2013-10-31 2015-05-06 Wärtsilä Schweiz AG Kühleinrichtung und Kühlverfahren für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine
KR101537275B1 (ko) * 2013-11-27 2015-07-16 대우조선해양 주식회사 부유 저장식 가스 발전플랜트 및 그 가스 발전플랜트의 출력증대 장치
KR101537274B1 (ko) * 2013-11-27 2015-07-16 대우조선해양 주식회사 부유 저장식 가스 발전플랜트 및 그 가스 발전플랜트의 출력증대 장치
WO2015080454A1 (ko) * 2013-11-27 2015-06-04 대우조선해양 주식회사 부유 저장식 가스 발전플랜트의 출력 증대 시스템
DE202014000942U1 (de) * 2014-01-31 2014-04-23 TECHNOLOG GmbH Handels- und Beteiligungsgesellschaft für Technologie Schiff
US9598152B2 (en) 2014-04-01 2017-03-21 Moran Towing Corporation Articulated conduit systems and uses thereof for fluid transfer between two vessels
WO2016001115A1 (en) * 2014-06-30 2016-01-07 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. System and method for off-shore storing and transporting a conditioned hydrocarbon liquid
JP5953363B2 (ja) * 2014-12-25 2016-07-20 三井造船株式会社 液化ガス貯蔵設備を備えた浮体構造物
US9638118B2 (en) 2015-04-08 2017-05-02 Caterpillar Inc. System and method for supplying natural gas to dual fuel engine
KR101710997B1 (ko) * 2015-12-07 2017-03-02 에스티엑스조선해양 주식회사 액화천연가스 이송 장치
US20190193817A1 (en) * 2016-01-12 2019-06-27 Excelerate Liquefaction Solutions, Llc Natural gas liquefaction vessel
DE102016207419A1 (de) * 2016-04-29 2017-11-02 Siemens Aktiengesellschaft Wasserfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines Wasserfahrzeuges
JP6678077B2 (ja) * 2016-07-07 2020-04-08 川崎重工業株式会社 船舶
CN106482414A (zh) * 2016-12-01 2017-03-08 浙江海洋大学 一种用于渔船动力lng冷能梯级装置
JP6347003B1 (ja) * 2017-01-25 2018-06-20 デウ シップビルディング アンド マリン エンジニアリング カンパニー リミテッド Ｌｎｇ船の蒸発ガス再液化方法及びシステム
JP6941448B2 (ja) * 2017-02-09 2021-09-29 三菱重工業株式会社 液化ガス運搬用液化ガス燃料船
CN110382347B (zh) * 2017-03-06 2021-10-29 株式会社神户制钢所 海上浮动式设施
WO2019050554A1 (en) * 2017-09-11 2019-03-14 Trinity Marine Products, Inc. ICE BATTERY CONTAINER AND COLD ENERGY STORAGE
CN108151354A (zh) * 2017-11-22 2018-06-12 浙江海洋大学 液态天然气动力船舶制冷装置与制冷方法
CN109606539B (zh) * 2018-10-31 2020-11-20 沪东中华造船(集团)有限公司 一种lng船低温管***空气压缩机滚入式安装方法
CN111422325B (zh) * 2020-03-13 2022-04-01 沪东中华造船(集团)有限公司 一种集装箱船燃料舱的改装方法
CN113443117A (zh) * 2020-03-26 2021-09-28 南通中集太平洋海洋工程有限公司 液货船及其液货加热***

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2795937A (en) * 1955-03-31 1957-06-18 Phillips Petroleum Co Process and apparatus for storage or transportation of volatile liquids
US3864918A (en) * 1972-05-27 1975-02-11 Sulzer Ag Powered mobile liquefied gas carriers
SU543360A3 (ru) * 1972-12-11 1977-01-15 Гебрюдер Зульцер Аг (Фирма) Установка дл вторичного сжижени газа
EP1348620A1 (fr) * 2002-03-26 2003-10-01 Alstom Installation pour la fourniture de combustible gazeux a un ensemble de production energetique d'un navire de transport de gaz liquefie
JP2006348752A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 Kawasaki Shipbuilding Corp 液化天然ガス運搬船の蒸発ガス供給システム
RU2334646C1 (ru) * 2007-03-27 2008-09-27 Черников Арнольд Александрович Способ транспортировки и хранения криогенных газов
RU2440273C2 (ru) * 2009-03-23 2012-01-20 ГАЗТРАНСПОР э ТЕКНИГАЗ Устройство для подачи топлива в энергетическую установку судна

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2550886A (en) * 1947-02-12 1951-05-01 Union Carbide & Carbon Corp System for conserving liquefied gases
GB1472533A (en) * 1973-06-27 1977-05-04 Petrocarbon Dev Ltd Reliquefaction of boil-off gas from a ships cargo of liquefied natural gas
JPS52100638A (en) * 1976-02-20 1977-08-23 Nippon Kokan Kk <Nkk> Refrigerator of lng ship
JPS52149619A (en) * 1976-06-07 1977-12-12 Kawasaki Heavy Ind Ltd Utilization of boil off gas ex lng tanker or its land installation
JPS6267236A (ja) * 1985-09-19 1987-03-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液化天然ガス運搬船の主機関用過給制御装置
JPH07119897A (ja) * 1993-10-25 1995-05-12 Tokyo Gas Co Ltd Ｌｐｇ貯蔵タンク内に発生するｂｏｇの抑制方法及びそ の装置
JP2004330831A (ja) * 2003-05-02 2004-11-25 Nobuhiko Hatakeyama 冷凍保存手段を備える船舶
NO20035047D0 (no) * 2003-11-13 2003-11-13 Hamworthy Kse Gas Systems As Apparat og metode for temperaturkontroll av kondensering av gass
FI118680B (fi) * 2003-12-18 2008-02-15 Waertsilae Finland Oy Kaasunsyöttöjärjestely vesikulkuneuvossa ja menetelmä kaasun paineen ohjaamiseksi vesikulkuneuvon kaasunsyöttöjärjestelyssä
CA2580148C (en) * 2004-09-13 2013-12-24 Argent Marine Operations, Inc. System and process for transporting lng by non-self-propelled marine lng carrier
US7299643B2 (en) * 2004-09-29 2007-11-27 Chevron U.S.A. Inc. Method for recovering LPG boil off gas using LNG as a heat transfer medium
WO2006052392A2 (en) * 2004-11-05 2006-05-18 Exxonmobil Upstream Research Company Lng transportation vessel and method for transporting hydrocarbons
CN101238322B (zh) * 2005-07-18 2012-11-14 弗劳尔科技公司 在液化天然气再气化终端中用于动力生产的结构和方法
KR100766145B1 (ko) * 2005-10-25 2007-10-10 대우조선해양 주식회사 액화천연가스 운반선용 가스 공급 시스템 및 방법
FI121745B (fi) * 2005-12-28 2011-03-31 Waertsilae Finland Oy Järjestely ja menetelmä jäähdytysenergian tuottamiseksi vesialuksen jäähdytysväliainepiiriin
KR100743904B1 (ko) * 2006-03-07 2007-08-02 삼성중공업 주식회사 액화천연가스운반선 내에서의 액화천연가스 재기화 설비 및 방법
US20070214804A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Robert John Hannan Onboard Regasification of LNG
KR100779779B1 (ko) * 2006-07-28 2007-11-27 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ 재기화 선박용 해상 ｌｎｇ 재기화 시스템의취급방법
US20080276627A1 (en) * 2007-05-08 2008-11-13 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Fuel gas supply system and method of a ship
US7891324B2 (en) * 2007-06-06 2011-02-22 Franklin David A Method and apparatus for heating a circulating fluid in an indirect heat exchanger
KR100896927B1 (ko) * 2007-07-06 2009-05-14 대우조선해양 주식회사 액화가스 운반선의 증발가스 억제장치 및 억제방법, 그리고상기 억제장치를 구비한 액화가스 운반선
KR101076266B1 (ko) * 2007-07-19 2011-10-26 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ 운반선의 연료용 가스 공급 장치
US8973398B2 (en) * 2008-02-27 2015-03-10 Kellogg Brown & Root Llc Apparatus and method for regasification of liquefied natural gas
EP2296962B1 (de) * 2008-03-10 2011-11-16 Burckhardt Compression AG Vorrichtung und verfahren zum bereitstellen von erdgasbrennstoff
NO330187B1 (no) * 2008-05-08 2011-03-07 Hamworthy Gas Systems As Gasstilforselssystem for gassmotorer
JP5403649B2 (ja) * 2008-07-23 2014-01-29 ジャパンマリンユナイテッド株式会社 液化ガス燃料船及びそのバンカリング方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2795937A (en) * 1955-03-31 1957-06-18 Phillips Petroleum Co Process and apparatus for storage or transportation of volatile liquids
US3864918A (en) * 1972-05-27 1975-02-11 Sulzer Ag Powered mobile liquefied gas carriers
SU543360A3 (ru) * 1972-12-11 1977-01-15 Гебрюдер Зульцер Аг (Фирма) Установка дл вторичного сжижени газа
EP1348620A1 (fr) * 2002-03-26 2003-10-01 Alstom Installation pour la fourniture de combustible gazeux a un ensemble de production energetique d'un navire de transport de gaz liquefie
JP2006348752A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 Kawasaki Shipbuilding Corp 液化天然ガス運搬船の蒸発ガス供給システム
RU2334646C1 (ru) * 2007-03-27 2008-09-27 Черников Арнольд Александрович Способ транспортировки и хранения криогенных газов
RU2440273C2 (ru) * 2009-03-23 2012-01-20 ГАЗТРАНСПОР э ТЕКНИГАЗ Устройство для подачи топлива в энергетическую установку судна

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2736062C2 (ru) * 2018-07-18 2020-11-11 Людмила Алексеевна Ежевская Контейнерный способ потребления газа двигателями транспортных средств

Also Published As

Publication number Publication date
EP2609007B1 (en) 2018-04-11
CN103189273B (zh) 2017-02-08
EP2609007A1 (en) 2013-07-03
JP6069200B2 (ja) 2017-02-01
US20130233392A1 (en) 2013-09-12
KR20130101516A (ko) 2013-09-13
CN103189273A (zh) 2013-07-03
KR101750592B1 (ko) 2017-06-23
WO2012026828A1 (en) 2012-03-01
AU2011293978B2 (en) 2014-07-03
AU2011293978A1 (en) 2013-04-11
BR112013004129A2 (pt) 2016-07-05
RU2013112555A (ru) 2014-09-27
JP2013540958A (ja) 2013-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2559433C2 (ru) Способ и система обеспечения топлива в виде сжиженного природного газа для судна
RU2608621C2 (ru) Система обработки сжиженного газа для судна
JP5932985B2 (ja) Ｌｐｇボイルオフガスを液化するための燃料としてのｌｎｇの使用
KR102450533B1 (ko) 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박
KR20140138017A (ko) 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템 및 방법
KR102649335B1 (ko) 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102228063B1 (ko) 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박
KR101788751B1 (ko) 선체 내에 엔진을 탑재한 선박
KR101941314B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR102379516B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR20140084575A (ko) 재액화 장치 및 고압 천연가스 분사 엔진을 탑재한 해상 구조물의 연료 공급 시스템
KR20210045331A (ko) 벙커링 선박
KR101356004B1 (ko) 선박의 증발가스 처리 방법
KR102189796B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR102157962B1 (ko) 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박
KR20190041872A (ko) 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박
KR101686509B1 (ko) 액체화물 운반선의 재액화 시스템
KR102111524B1 (ko) 선박의 소기 냉각 시스템 및 방법
KR101922030B1 (ko) 선박의 가스 연료 공급 시스템 및 방법
KR20190041870A (ko) 액화가스연료 공급시스템의 열매체를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박
KR20190042162A (ko) 액화가스연료를 이용한 유증기 발생 감소 장치 및 이를 포함하는 선박
KR20160120046A (ko) 선체 내에 고압가스 분사엔진을 탑재한 선박
KR20190138044A (ko) 액화연료 발전 및 물류 시스템, 및 그 시스템을 이용한 입하역 방법
KR20170055055A (ko) 연료가스 공급시스템
KR20160120047A (ko) 선체 내에 고압가스 분사엔진을 탑재한 선박

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180826