燃料气体供应系统技术方案

公开了一种燃料气体供应系统。根据本发明专利技术的实施例的燃料气体供应系统包括：储存单元，其用于接收液化气体和由其产生的蒸发气体；压缩单元，其用于对储存单元中产生的蒸发气体加压并输送加压的蒸发气体；再冷凝单元，其用于通过使用储存单元的过冷液化气体再冷凝在压缩单元中加压的蒸发气体；高压泵单元，其安装在连接再冷凝单元和消耗部的消耗部供应管线上，用于在消耗部压力需求或更高压力下对再冷凝单元的液化气体加压；和热交换单元，其包括蒸发器，蒸发器用于通过加热使在高压泵单元中加压的液化气体再蒸发。再冷凝单元包括：第一冷凝部，其用于混合从储存单元输送的液化气体和在压缩单元中加压的蒸发气体，以再冷凝蒸发气体；和第二冷凝部，其用于允许已在高压泵单元中加压然后输送的液化气体和在压缩单元中加压的蒸发气体彼此交换热量，以再冷凝蒸发气体。

Fuel gas supply system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料气体供应系统
本专利技术涉及一种燃料气体供应系统，更具体地，涉及一种通过使用液化气体或液化气体的蒸发气体(boil-offgas)供应燃料气体的燃料气体供应系统。
技术介绍
随着国际海事组织(IMO)加强了关于温室气体和各种空气污染物排放的规定，在造船业和航运业，天然气取代了使用传统燃料例如重油和柴油，天然气是一种清洁能源，通常用作船舶的燃料气。通常，为了便于储存和运输，将天然气冷却至约-162摄氏度以相变为液化天然气(LNG)，其是体积减少至1/600的无色透明的低温液体，从而进行天然气的管理和操作。这种液化天然气包含在隔热并安装在船体上的储罐中被储存和运输。然而，由于在完全绝热时基本上不可能容纳液化天然气，所以外部热量连续地输送到储罐的内部，以及液化天然气的自然蒸发产生的蒸发气体累积在储罐里。由于蒸发气体可能增加储罐的内部压力并导致储罐变形和损坏，因此需要处理和除去蒸发气体。根据现有技术，蒸发气体流入设置在储罐上侧的排气杆，或者采用通过使用气体燃烧单元(GCU)燃烧蒸发气体的方案。然而，就能源效率而言，这不是优选的方案。因此，需要将蒸发气体单独地或与液化天然气一起作为燃料供应船舶的发动机，或者通过使用包括制冷循环等的再液化装置来再液化蒸发气体用于应用。使用液化气体，例如液化天然气的发电设施主要安装在陆地上。为此，必须购买土地并且必须安装输电线路，从而产生过多的安装费用。因此，近年来，在沿海地区安装浮式发电系统的情况有所增加，这些地区原料供应容易，并且固定土地的成本低。通常，浮式发电系统包括再冷凝器，该再冷凝器用于将来自储存液化气体的储罐中的液化气体的蒸发产生的蒸发气体再冷凝，以用作燃气轮机等的燃料。然而，当液化气体从携带液化气体的液化气体载体运送到储罐时，与正常状态相比，由于在运输等期间接收的热量而产生了大量的蒸发气体。如上所述，当与正常状态相比产生大量蒸发气体时，产生的蒸发气体的量可能超过传统的再冷凝器的容量。通常，浮式发电系统包括蒸发器，该蒸发器用于在将液化气体供应到使用液化气体发电的燃气轮机之前蒸发液化气体。另外，浮式发电系统还可以包括空气冷却器，该空气冷却器冷却供应到燃气轮机的空气以提高燃气轮机的效率。在蒸发器和空气冷却器中使用的热流体或冷却流体以及用于循环热流体或冷却流体的系统通常与冷却系统分离，该冷却系统冷却浮式构件或浮式发电系统的其他部件，例如配备有浮式发电系统的船，其需要被冷却。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供一种燃料气体供应系统，该系统能够根据操作模式有效地再冷凝蒸发气体，该蒸发气体的量大幅改变，其中液化气体的供应量很小。本专利技术的另一个目的是提供一种能够减少产生的蒸发气体的量的燃料气体供应系统。本专利技术的又一个目的是提供一种能够利用大量的蒸发气体的燃料气体供应系统。本专利技术的又一个目的是提供一种能够调节流入蒸发器的热源的温度的燃料气体供应系统。本专利技术的又一个目的是提供一种能够提高冷却和加热效率的燃料气体供应系统。技术方案根据本专利技术的一个方面，燃料气体供应系统包括储存单元，该储存单元含有液化气体和由液化气体产生的蒸发气体；压缩单元，该压缩单元压缩储存单元中产生的蒸发气体并输送压缩的蒸发气体；再冷凝单元，该再冷凝单元通过使用储存单元的过冷液化气体再冷凝在压缩单元中压缩的蒸发气体；高压泵单元，该高压泵单元安装在从再冷凝单元连接到消耗部的消耗部供应管线上，以在一个消耗部或多个消耗部要求的压力下对再冷凝单元的液化气体加压；和热交换单元，该热交换单元包括蒸发器，该蒸发器加热在高压泵单元中加压的液化气体以使液化气体再蒸发，其中该再冷凝单元包括第一冷凝部，该第一冷凝部混合从储存单元输送的液化气体和在压缩单元中压缩的蒸发气体以再冷凝蒸发气体；和第二冷凝部，该第二冷凝部在从高压泵单元加压和输送的液化气体与在压缩单元中压缩的蒸发气体之间进行热交换，以再冷凝蒸发气体。压缩单元可以包括第一压缩部，该第一压缩部压缩从储存单元输送的蒸发气体并将压缩的蒸发气体输送到第一冷凝部；和第二压缩部，当产生的蒸发气体超过第一冷凝部的再冷凝能力时，该第二压缩部压缩蒸发气体并将压缩的蒸发气体输送到第二冷凝部。燃料气体供应系统还可以包括从高压泵单元的下游端(rearend)分支并循环到第一冷凝部的最小流量管线(minimumflowline)，其中第二冷凝部安装在从最小流量管线分支的冷凝管线上并连接到高压泵单元的下游端，使得通过冷凝管线的液化气体与从压缩单元流到第一冷凝部的蒸发气体之间进行热交换。在第二冷凝部中再冷凝的蒸发气体可以收集在第一冷凝部中。第一冷凝部可以将由储存单元的供给泵加压的液化气体与由压缩单元的第一压缩部压缩的蒸发气体混合，并再冷凝全部或部分的蒸发气体。压缩单元还可以包括高压压缩部，该高压压缩部压缩在储存单元中产生的蒸发气体的一部分，以将蒸发气体的压缩部分输送到蒸发器的下游端上的消耗部供应管线。热交换单元500还可以包括设置在蒸发器的下游端的加热器，以将通过蒸发器的流体加热到消耗部所需的温度。根据本专利技术的另一方面，燃料气体供应系统包括液化气体供应管线，该液化气体供应管线将包含在储存单元中的液化气体输送到第一冷凝部；蒸发气体第一供应管线，该蒸发气体第一供应管线通过第一压缩部将包含在储存单元中的蒸发气体输送到第一冷凝部；蒸发气体第二供应管线，该蒸发气体第二供应管线通过第二压缩部将包含在储存单元中的蒸发气体输送到第二冷凝部；消耗部供应管线，该消耗部供应管线通过高压泵单元和蒸发器将储存在第一冷凝部中的液化气体输送给消耗部；和冷凝管线，该冷凝管线从消耗部供应管线的高压泵单元的下游端分支并重新连接，以使在高压泵单元中加压的液化气体迂回，其中第二冷凝部允许在蒸发气体第二供应管线的蒸发气体与冷凝管线的液化气体之间进行热交换，以再冷凝蒸发气体第二供应管线的蒸发气体。液化气体供应管线可以包括液化气体第一供应管线和液化气体第二供应管线，其中第一冷凝部将从液化气体第二供应管线供应的液化气体喷射到储存在第一冷凝部中的蒸发气体，以再冷凝蒸发气体。燃料气体供应系统还可以包括从消耗部供应管线的高压泵单元的下游端连接到第一冷凝部的最小流量管线，其中冷凝管线从最小流量管线分支并且与消耗部供应管线的高压泵单元的下游端重新连接。当以最小流速驱动时，燃料气体供应系统可以切断从蒸发气体第二供应管线、冷凝管线和消耗部供应管线到消耗部的流体流量，并且允许储存在第一冷凝部中的液化气体通过高压泵单元和最小流量管线循环，从而使得高压泵单元能够连续操作。燃料气体供应系统可以在正常操作期间切断流向蒸发气体第二供应管线和冷凝管线的流体流量，并且禁止第二冷凝部的操作，在装载操作期间打开到蒸发气体第二供应管线和冷凝管线的流体流量，并且操作第二冷凝部，从而根据操作模式不同地进行操作。燃料气体供应系统还可以包括蒸发气体高压供应管线，该蒸发气体高压供应管线使用高压压缩部对过量的蒸发气体加压，以在装载操作期间当储存单元中产生的蒸发气体的量超过或多于能够在第一和第二冷凝部再冷凝的量时，将过量的蒸发气体直接供应到蒸发器的下游端。燃料气体供应系统还可以包括用于调节供应给消耗部的燃料气体的温度的加热器，以及从消耗部供应管线分支的热交换管线。燃料气体供应系统还可以包括蒸发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料气体供应系统，所述系统包括：储存单元，所述储存单元被配置为含有液化气体和由所述液化气体产生的蒸发气体；压缩单元，所述压缩单元被配置为压缩在所述储存单元中产生的蒸发气体并输送压缩的蒸发气体；再冷凝单元，所述再冷凝单元被配置为通过使用所述储存单元的过冷液化气体来再冷凝在所述压缩单元中压缩的所述蒸发气体；高压泵单元，所述高压泵单元安装在从所述再冷凝单元连接到消耗部的消耗部供应管线上，以在一个所述消耗部或更多消耗部要求的压力下对所述再冷凝单元的液化气体加压；和热交换单元，所述热交换单元包括蒸发器，所述蒸发器被配置为加热在所述高压泵单元中加压的所述液化气体以重新蒸发所述液化气体，其中，所述再冷凝单元包括：第一冷凝部，所述第一冷凝部被配置为混合从所述储存单元输送的液化气体和在所述压缩单元中压缩的蒸发气体，以再冷凝蒸发气体；和第二冷凝部，所述第二冷凝部被配置为液化气体与蒸发气体之间进行热交换以再冷凝蒸发气体，所述液化气体在所述高压泵单元中加压并从所述高压泵单元输送，所述蒸发气体在所述压缩单元中压缩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.02 KR 10-2017-0000153;2017.01.13 KR 10-2011.一种燃料气体供应系统，所述系统包括：储存单元，所述储存单元被配置为含有液化气体和由所述液化气体产生的蒸发气体；压缩单元，所述压缩单元被配置为压缩在所述储存单元中产生的蒸发气体并输送压缩的蒸发气体；再冷凝单元，所述再冷凝单元被配置为通过使用所述储存单元的过冷液化气体来再冷凝在所述压缩单元中压缩的所述蒸发气体；高压泵单元，所述高压泵单元安装在从所述再冷凝单元连接到消耗部的消耗部供应管线上，以在一个所述消耗部或更多消耗部要求的压力下对所述再冷凝单元的液化气体加压；和热交换单元，所述热交换单元包括蒸发器，所述蒸发器被配置为加热在所述高压泵单元中加压的所述液化气体以重新蒸发所述液化气体，其中，所述再冷凝单元包括：第一冷凝部，所述第一冷凝部被配置为混合从所述储存单元输送的液化气体和在所述压缩单元中压缩的蒸发气体，以再冷凝蒸发气体；和第二冷凝部，所述第二冷凝部被配置为液化气体与蒸发气体之间进行热交换以再冷凝蒸发气体，所述液化气体在所述高压泵单元中加压并从所述高压泵单元输送，所述蒸发气体在所述压缩单元中压缩。2.根据权利要求1所述的燃料气体供应系统，其中，所述再冷凝单元包括：第一压缩部，所述第一压缩部被配置为压缩从所述储存单元输送的蒸发气体，并将压缩的蒸发气体输送到所述第一冷凝部；第二压缩部，所述第二压缩部被配置为，当产生的蒸发气体超过所述第一冷凝部的再冷凝能力时，压缩蒸发气体并将压缩的蒸发气体输送到所述第二冷凝部；和高压压缩部，所述高压压缩部被配置为压缩在所述储存单元中产生的蒸发气体的一部分，以将蒸发气体的压缩部分输送到所述蒸发器的下游端上的所述消耗部供应管线。3.根据权利要求1所述的燃料气体供应系统，所述系统还包括：最小流量管线，所述最小流量管线从所述高压泵单元的下游端分支并循环到所述第一冷凝部，其中，第二冷凝部安装在从所述最小流量管线分支并连接到所述高压泵单元的下游端的冷凝管线上，使得通过所述冷凝管线的液化气体、与从所述压缩单元流到所述第一冷凝部的蒸发气体之间进行热交换，并且其中，在所述第二冷凝部中再冷凝的蒸发气体被收集在所述第一冷凝部中。4.根据权利要求1所述的燃料气体供应系统，其中，所述第一冷凝部将由所述储存单元的供给泵加压的液化气体、与由所述压缩单元的第一压缩部压缩的蒸发气体混合，并再冷凝全部或部分的蒸发气体。5.一种燃料气体供应系统，所述系统包括：液化气体供应管线，所述液化气体供应管线被配置为将包含在储存单元中的液化气体输送到第一冷凝部；蒸发气体第一供应管线，所述蒸发气体第一供应管线被配置为通过第一压缩部将包含在所述储存单元中的蒸发气体输送到所述第一冷凝部；蒸发气体第二供应管线，所述蒸发气体第二供应管线被配置为通过第二压缩部将包含在所述储存单元中的蒸发气体输送到第二冷凝部；消耗部供应管线，所述消耗部供应管线被配置为通过高压泵单元和蒸发器将储存在所述第一冷凝部中的液化气体输送到消耗部；和冷凝管线，所述冷凝管线从消耗部供应管线的高压泵单元的下游端分支，并重新连接到消耗部供应管线，以使在所述高压泵单元中加压的液化气体迂回，其中，所述第二冷凝部允许在所述蒸发气体第二供应管线的蒸发气体、与所述冷凝管线的液化气体之间进行热交换，以再冷凝所述蒸发气体第二供应管线的蒸发气体。6.根据权利要求5所述的燃料气体供应系统，其中所述液化气体供应管线包括液化气体第一供应管线和液化气体第二供应管线，以及其中，所述第一冷凝部被配置为将从所述液化气体第二供应管线供应的液化气体喷射到储存在所述第一冷凝部中的蒸发气体，以再冷凝蒸发气体。7.根据权利要求5所述的燃料气体供应系统，所述系统还包括：最小流量管线，所述最小流量管线从所述消耗部供应管线的高压泵单元的下游端连接到所述第一冷凝部，其中所述冷凝管线从所述最小流量管线分支并与所述消耗部供应管线的高压泵单元的下游端重新连接。8.根据权利要求7所述的燃料气体供应系统，所述系统还包括：蒸发气体高压供应管线，所述蒸发气体高压供应管线被配置为在以最小流速驱动时切断从所述蒸发气体第二供应管线、所述冷凝管线和所述消耗部供应管线到消耗部的流体流量，其中，所述蒸发气体高压供应管线被配置为允许储存在所述第一冷凝部中的液化气体通过所述高压泵单元和所述最小流量管线循环，从而使得所述高压泵单元能够连续操作，在正常操作期间关闭到所述蒸发气体第二供应管线和所述冷凝管线的流体流量，并禁止所述第二冷凝部的操作，在装载操作期间打开到所述蒸发气体第二供应管线和所述冷凝管线的流体流量并操作所述第二冷凝部，从而根据操作模式不同地进行操作，并且在装载操作期间当所述储存单元中产生的蒸发气体的量超过能够在第一和第二冷凝部再冷凝的量时，使用高压压缩部对过量的蒸发气体加压，以将所述过量的蒸发气体直接供应到所述蒸发器的下游端。9.根据权利要求1所述的燃料气体供应系统，所述系统还包括：蒸发减少模块，所述蒸发减少模块被配置为减少所述储存单元中的液化气体的蒸发量，其中，所述蒸发减少模块包括冷却单元，所述冷却单元被配置为冷却所述储存单元的储罐。10.根据权利要求9所述的燃料气体供应系统，其中，所述冷却单元包括：喷射构件，所述喷射构件被配置为将储存在所述储罐中的液化气体喷射到所述储罐中；喷射泵，所述喷射泵被配置为将储存在所述储罐中的液化气体供应到所述喷射构件；和喷射管线，所述喷射管线被配置为连接所述喷射构件和所述喷射泵。11.根据权利要求9所述的燃料气体供应系统，所述系统还包括：装运单元，所述装运单元被配置为将液化气体从液化气体载体输送到所述储罐，其中，所述蒸发减少模块还包括控制器，所述控制器被配置为在所述装运单元输送液化气体之前控制所述冷却单元以冷却所述储罐。12.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋镕硕，郑丞宰，
申请(专利权)人：三星重工业有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR