为船舶供应燃料气体的系统和方法技术方案

公开一种为船舶供应燃料气体的系统。为船舶供应燃料气体的系统包括：汽化器，用于使液化天然气汽化以将天然气供应到发动机；第一加热器，用于在冷却发动机之后排出的冷却水与用作汽化器中的加热介质的流体之间交换热量以加热流体；以及淡水产生器，用于通过用从发动机排出之后已穿过第一加热器的冷却水的热源的一部分或全部加热海水来获得淡水，其中汽化器在已由第一加热器加热的加热介质与液化天然气之间交换热量以使液化天然气汽化。

System and Method for Supplying Fuel Gases to Ships

A system for supplying fuel gas to ships is disclosed. Systems for supplying fuel gases to ships include: vaporizers for vaporizing liquefied natural gas to supply natural gas to engines; first heaters for exchanging heat between cooling water discharged after cooling engines and fluids used as heating media in vaporizers to heat fluids; and freshwater generators for passing through the first after discharging from engines. A part or all of the heat source of the cooled water of the heater heats the sea water to obtain fresh water, in which the vaporizer exchanges heat between the heating medium heated by the first heater and the liquefied natural gas to vaporize the liquefied natural gas.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】为船舶供应燃料气体的系统和方法
本专利技术涉及使用用于船舶的发动机的冷却水的热量来将燃料气体供应到所述发动机的系统和方法。
技术介绍
液化天然气(liquefiednaturalgas，LNG)为通过使主要由甲烷构成的天然气液化到约-163℃以液化天然气而获得的无色且透明液体，且体积为天然气体积的约1/600。因此，天然气的液化实现极其有效的运输。大体来说，经由天然气的液化而获得的液化天然气存储在存储槽中并由船舶运输。能够由天然气供应燃料的船用发动机的实例包含燃气发动机，例如DFDE发动机、ME-GI发动机以及X-DF发动机。DFDE发动机用于发电且在每一循环具有四个冲程。利用奥托循环(Ottocycle)来操作DFDE发动机，在奥托循环中将具有约6.5巴(bar)相对低压的天然气注入到燃烧室中，随后推动活塞以压缩气体。ME-GI发动机用于推进且在每一循环具有两个冲程。利用狄塞尔循环(dieselcycle)来操作ME-GI发动机，在狄塞尔循环中将具有约300巴高压的天然气直接注入到活塞的上止点附近的燃烧室中。X-DF发动机用于推进且在每一循环具有两个冲程。使用具有约16巴压力的天然气作为燃料利用奥托循环来操作X-DF发动机。为了使用天然气作为燃料向发动机供应燃料，通常将存储在存储槽中的液化天然气汽化以供应到发动机，且液化天然气的汽化需要热源。本领域中已研发出使用发动机夹套水(enginejacketwater)作为用于使液化天然气汽化的热源的技术。
技术实现思路
技术问题一般来说，在冷却发动机之后，冷却水经调节为具有恒定温度。举例来说，在冷却ME-GI发动机之后，可将冷却水控制为具有约85℃的温度。然而，因为较高发动机负荷产生更多热量，所以需要冷却水来冷却所述更多热量，且因为较低发动机负荷产生更少热量，所以需要冷却水来冷却所述更少热量。另外，因为发动机并不冷却为低于预定温度以防止发动机的低温腐蚀，所以减少发动机负荷使得从冷却水获得的热量减少。本专利技术的实施例提供用于适当分配根据发动机负荷而变化的冷却水的热量的方法，以及用于适当分配冷却水的热量的装备的有效布置。技术解决方案根据本专利技术的一个方面，为船舶供应燃料气体的系统包含：汽化器，使液化天然气汽化以将液化天然气供应到发动机；第一加热器，经由在冷却发动机之后从发动机排出的冷却水与加热介质之间的热交换来加热汽化器中的用作加热介质的流体；以及淡水产生器，通过用从发动机排出之后已穿过第一加热器的冷却水的热源的一些或全部加热海水来产生淡水，其中汽化器通过由第一加热器加热的加热介质与液化天然气之间的热交换来使液化天然气汽化。系统可还包含膨胀槽，所述膨胀槽吸收由冷却水的膨胀或收缩而引起的体积变化。发动机可安置在发动机舱中，且膨胀槽可安置于发动机舱上方20米到25米距离处。第一加热器可安置于比膨胀槽更高的位置处。系统可还包含第二加热器，所述第二加热器加热从淡水产生器排出的待供应到发动机的冷却水。从发动机排出的冷却水可分为两股水流，使得冷却水中的一些供应到第一加热器且剩余冷却水绕过第一加热器，且系统可还包含第一三通阀，所述第一三通阀安置在已绕过第一加热器的冷却水与已穿过第一加热器的冷却水合并之处。第一三通阀可安置于比膨胀槽更低的位置处。系统可还包含冷却器，所述冷却器使从发动机排出之后已穿过第一加热器和淡水产生器的冷却水冷却。系统可还包含第三温度调节传感器，所述第三温度调节传感器安置在将从冷却器排出的冷却水供应到发动机所沿的管线上并调节冷却水的温度，其中第三温度调节传感器的预设值随着发动机的负荷增大而减小。在冷却发动机时由冷却水获得的热源可首先由第一加热器使用且其次由淡水产生器使用，且可利用冷却器来冷却由淡水产生器使用之后剩余的热量。系统可还包含存储槽，所述存储槽存储用于冷却发动机的冷却水之中未输送到第一加热器的剩余冷却水。系统可还包含第一压缩单元，所述第一压缩单元安置在将从存储槽排出的冷却水供应到膨胀槽所沿的管线上，其中在存储槽的液位达到预定值或大于预定值时或在膨胀槽的液位达到预定值或小于预定值时操作第一压缩单元。系统可还包含第二压缩单元，所述第二压缩单元压缩从淡水产生器排出的冷却水以将压缩的冷却水供应到发动机。系统可还包含第一阀，所述第一阀在第二压缩单元停止时防止从发动机供应到第一加热器的冷却水回流。汽化器、第一加热器、淡水产生器以及第二压缩单元可彼此串联连接以允许冷却水仅由第二压缩单元循环。系统可还包含第三压缩单元，所述第三压缩单元安置在将从发动机排出的冷却水供应到第一加热器所沿的管线上。淡水产生器可具有由以下等式表示的负荷：B＝(y-x)A/z，其中A指示发动机的负荷，x指示传输到用作汽化器中的加热介质的流体的最大热量，B指示淡水产生器的负荷，y指示在冷却发动机时由冷却水获得的最大热量，且z指示在淡水产生器的负荷为100％时所需的热量。系统可还包含：第一温度调节传感器中的至少一个，安置在将从发动机排出的冷却水供应到第一加热器所沿的管线上以使冷却水维持在恒定温度下；以及第二温度调节传感器，安置在将从淡水产生器排出的冷却水供应到发动机所沿的管线上以调节冷却水的温度，其中第二温度调节传感器的预设值随着发动机的负荷增大而减小。系统可还包含空气分离器，所述空气分离器安置在将从发动机排出且已穿过第一加热器的冷却水供应到淡水产生器所沿的管线上，从而从冷却水中去除空气。系统可还包含空气排出槽，所述空气排出槽排出从淡水产生器输送到发动机的冷却水中的空气。可对冷却水流经的管道的一部分或全部进行热绝缘处理。根据本专利技术的另一方面，为船舶供应燃料气体的方法包含：1)利用第一加热器经由在冷却发动机之后从发动机排出的冷却水与加热介质之间的热交换来加热加热介质；2)经由通过步骤1)中的热交换加热的加热介质与液化天然气之间的热交换来使液化天然气汽化；3)将在步骤2)中汽化的天然气供应到发动机；以及4)利用淡水产生器通过使用由用于步骤1)中的加热介质的热交换的冷却水获得的热源的一些或全部加热海水来产生淡水。方法可还包含：5)加热在步骤4)中淡水产生器中使用的冷却水。在步骤5)中，在未操作发动机时，可将冷却水加热到能够防止发动机的低温腐蚀的温度或大于所述温度。在步骤5)中，在判定在步骤4)中100％操作淡水产生器之后冷却水的温度降低到低于能够防止发动机的低温腐蚀的温度时，在100％操作淡水产生器之后可将冷却水加热到能够防止发动机的低温腐蚀的温度或大于所述温度。方法可还包含：5)利用第二压缩单元压缩从淡水产生器排出的冷却水，以将压缩的冷却水供应到发动机。从发动机排出的冷却水可分为两股水流，使得冷却水中的一些供应到第一加热器且剩余冷却水绕过第一加热器，且第一三通阀可安置在已绕过第一加热器的冷却水与已穿过第一加热器的冷却水合并之处。在第二压缩单元停止时，第一三通阀的导向第一加热器的阀部分可关闭，且其剩余阀部分可保持呈开启状态。可建立算法以允许第一三通阀的导向第一加热器的阀部分在第二压缩单元停止时由控制板自动地关闭。根据本专利技术的另一方面，提供一种布置方法，其中发动机安置在发动机舱中，调适成缓冲因冷却水的膨胀或收缩而导致的体积变化的膨胀槽安置于发动机舱上方20米到25米距离处，加热加热介质以使液化天然气汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种为船舶供应燃料气体的系统，包括：汽化器，使液化天然气汽化以将所述液化天然气供应到发动机；第一加热器，经由在冷却所述发动机之后从所述发动机排出的冷却水与加热介质之间的热交换来加热用作所述汽化器中的所述加热介质的流体；以及淡水产生器，通过用从所述发动机排出之后已穿过所述第一加热器的所述冷却水的热源的一些或全部加热海水来产生淡水，其中所述汽化器通过由所述第一加热器加热的所述加热介质与所述液化天然气之间的热交换来使所述液化天然气汽化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.05 KR 10-2016-0128367;2016.10.05 KR 10-2011.一种为船舶供应燃料气体的系统，包括：汽化器，使液化天然气汽化以将所述液化天然气供应到发动机；第一加热器，经由在冷却所述发动机之后从所述发动机排出的冷却水与加热介质之间的热交换来加热用作所述汽化器中的所述加热介质的流体；以及淡水产生器，通过用从所述发动机排出之后已穿过所述第一加热器的所述冷却水的热源的一些或全部加热海水来产生淡水，其中所述汽化器通过由所述第一加热器加热的所述加热介质与所述液化天然气之间的热交换来使所述液化天然气汽化。2.根据权利要求1所述的为船舶供应燃料气体的系统，还包括：膨胀槽，吸收由所述冷却水的膨胀或收缩而引起的体积变化。3.根据权利要求2所述的为船舶供应燃料气体的系统，其中所述发动机安置在发动机舱中，且所述膨胀槽安置于所述发动机舱上方20米到25米距离处。4.根据权利要求2所述的为船舶供应燃料气体的系统，其中所述第一加热器安置于比所述膨胀槽更高的位置处。5.根据权利要求1所述的为船舶供应燃料气体的系统，还包括：第二加热器，加热从所述淡水产生器排出的待供应到所述发动机的所述冷却水。6.根据权利要求2所述的为船舶供应燃料气体的系统，其中从所述发动机排出的所述冷却水分为两股水流，使得所述冷却水中的一些供应到所述第一加热器且剩余的所述冷却水绕过所述第一加热器，所述系统还包括：第一三通阀，安置在已绕过所述第一加热器的所述冷却水与已穿过所述第一加热器的所述冷却水合并之处。7.根据权利要求6所述的为船舶供应燃料气体的系统，其中所述第一三通阀安置于比所述膨胀槽更低的位置处。8.根据权利要求1所述的为船舶供应燃料气体的系统，还包括：冷却器，使从所述发动机排出之后已穿过所述第一加热器和所述淡水产生器的所述冷却水冷却。9.根据权利要求8所述的为船舶供应燃料气体的系统，还包括：第三温度调节传感器，安置在将从所述冷却器排出的所述冷却水供应到所述发动机所沿的管线上，从而调节所述冷却水的温度，其中所述第三温度调节传感器的预设值随着所述发动机的负荷增大而减小。10.根据权利要求8所述的为船舶供应燃料气体的系统，其中在冷却所述发动机时由所述冷却水获得的所述热源首先由所述第一加热器使用且其次由所述淡水产生器使用，且利用所述冷却器来冷却由所述淡水产生器使用之后剩余的热量。11.根据权利要求2所述的为船舶供应燃料气体的系统，还包括：存储槽，存储用于冷却所述发动机的所述冷却水之中未输送到所述第一加热器的剩余的所述冷却水。12.根据权利要求11所述的为船舶供应燃料气体的系统，还包括：第一压缩单元，安置在将从所述存储槽排出的所述冷却水供应到所述膨胀槽所沿的管线上，在所述存储槽的液位达到或大于预定值时或在所述膨胀槽的液位达到或小于预定值时操作所述第一压缩单元。13.根据权利要求1所述的为船舶供应燃料气体的系统，还包括：第二压缩单元，压缩从所述淡水产生器排出的所述冷却水以将压缩的所述冷却水供应到所述发动机。14.根据权利要求13所述的为船舶供应燃料气体的系统，还包括：第一阀，在所述第二压缩单元停止时防止从所述发动机供应到所述第一加热器的所述冷却水回流。15.根据权利要求13所述的为船舶供应燃料气体的系统，其中所述汽化器、所述第一加热器、所述淡水产生器以及所述第二压缩单元彼此串联连接以允许所述冷却水仅由所述第二压缩单元循环。16.根据权利要求1至权利要求15中任一项所述的为船舶供应燃料气体的系统，还包括：第三压缩单元，安置在将从所述发动机排出的所述冷却水供应到所述第一加热器所沿的管线上。17.根据权利要求1至权利要求15中任一项所述的为船舶供应燃料气体的系统，其中所述淡水产生器具有由以下等式表示的负荷：B＝(y-x)A/z，其中A指示所述发动机的负荷，x指示传输到用作所述汽化器中的所述加热介质的所述流体的最大热量，B指示所述淡水产生器的负荷，y指示在冷却所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宗铉，朴永圭，
申请(专利权)人：大宇造船海洋株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR