[发明专利]存储及供应系统、向燃气机提供燃气的方法及船舶

说明书

本发明涉及一种通过用于液化气的存储及供应系统向燃气机提供具有预先规定的最终压力作为输入压力的燃气的方法：从液化气容器中输送液化气流作为输入流输送到最终压力泵；将输入流加压到最终压力泵的输入压力；将输入流加压到燃气机的输入压力；在输送液化气流的初始输送装置和最终压力泵之间设置增进输送装置，增进输送装置的输入压力低于最终压力泵的输入压力，输出压力等于最终压力泵的输入压力；将液化气流加压到增进输送装置的输入压力；将来自系统BOG和/或回收的系统液化气的流引入到增进输送装置的输入流中；将输送输入流加压到最终压力泵的输入压力。本发明还涉及一种用于执行所述方法的、用于液化气的存储及供应系统和一种船舶。

技术领域

本发明涉及一种根据方案1的前序部分所述的方法，该方法通过用于液化气的存储及供应系统向燃气机提供具有预先规定的最终压力作为输入压力的燃气。本发明还涉及一种根据方案8的前序部分所述的用于液化气的存储及供应系统，以及一种具有这种用于液化气的存储及供应系统的船舶。

背景技术

在向例如船舶上的用于主发动机或驱动发动机的燃气机提供燃气时，对所谓的蒸发气体(BOG，Boil-Off-Gas)的处理是核心问题。在用于液化气(例如液化天然气(LNG)或乙烷)的存储及供应系统中，例如由于回流和泵向液化存储容器中的热输入和向供应系统中的热输入，而出现蒸发气体。

已知多种用于处理BOG的方法：

在再液化系统或制冷单元中，在单独的冷却装置中，例如在液化装置或液体冷却器中对BOG进行冷却。由于成本和空间的原因，在处理BOG时通常不考虑这些设备。

在大多数情况下，所出现的BOG通过在低压系统(约5-9barg的输送压力)中或中压系统(约12-16barg的输送压力)中的气体消耗来处理，此外，还可以在有限的时间内将压力升高的BOG储存在液化气容器中，直至容器压力再次降低。后者仅由所谓的C型容器(Typ-C-Tanks)提供。其他容器设计方案不能或仅能以有限的程度提供这种可能性。

如果在不同的船舶运行方案中通过发电机(低压消耗器)存在足够的BOG降低，则可以利用所谓的BOG压缩系统可靠地处理所出现的BOG量，其方式是，将BOG压缩到所要求的压力并使其冷却，然后使其在发电机中发电。

在一些类型的船舶中，所出现的BOG量超过发电所需的BOG量。这种情况例如出现在大型集装箱船中，这种集装箱船配备有具有约5000m³至20000m³的总存储容积的大存储容器。此外，新一代的船舶效率很高，并且除了轴式发电机外还使用了其他系统，例如废热回收系统，这进一步降低了发电机的发电量或者发电机的BOG消耗，并且使得BOG处理更加困难。在这些应用中，适宜的是，在船舶的主发动机中消耗BOG。在所有情况下，主发动机的气体消耗都明显高于所产生的BOG。大多数船舶都配备有2冲程主发动机。这些主发动机可以被设计成具有中压气体进气压力(约12-16barg)至高压气体进气压力(250-400barg)。现有的集装箱船必须装备高压输入系统，以便实现向气体运行的转换。

在具有中等输入压力要求的船舶中，使用相应的BOG压缩机，该BOG压缩机根据主发动机的要求将BOG压缩并冷却至所需要的压力。

对于有高压输入压力要求的船舶中，安装高压压缩机，该高压压缩机直接从液化气容器中吸入BOG，或者从低压水平(5-9barg)将其压缩到需要的压力。

这两种设施都很昂贵，维护成本高，需要大量的支撑结构并且需要大量的空间。

如前文所述，由于主发动机的气体需求远远超过了所出现的BOG量，因此除了BOG压缩机之外，还设有气体供应系统，该系统根据主发动机的要求从存储容器中提取液化气并对其进行调节。

在高压供应系统中，这涉及多缸单级活塞泵。在这种活塞泵的运行过程中，会出现连续的冷却流和泄漏流，该冷却流和泄漏流一方面产生大量的额外BOG，从而再次使得平衡(Bilanz)恶化，另一方面要被回输到存储容器中。