一种具有再冷凝功能的供气系统和工作方法技术方案

本发明专利技术涉及船舶技术领域，尤其涉及一种具有再冷凝功能的供气系统和工作方法，其包括燃料舱，所述燃料舱用于存放LNG；第一供气管路，所述第一供气管路包括依次连通的LNG供给泵、一级换热器、高压泵、二级换热器和高压气化器，所述LNG供给泵与所述燃料舱连通，所述高压气化器与高压燃气设备连通；第二供气管路，包括BOG压缩机，所述BOG压缩机的进口与所述燃料舱的上端连通，所述BOG压缩机的出口与低压燃气设备连通；冷凝管路，所述冷凝管路的一端与所述BOG压缩机的出口连通，另一端与所述燃料舱和所述BOG压缩机的进口连通。本发明专利技术能够降低设备投资的同时，保证对BOG进行冷却回收的效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种具有再冷凝功能的供气系统和工作方法


[0001]本专利技术涉及船舶
，尤其涉及一种具有再冷凝功能的供气系统和工作方法。

技术介绍

[0002]随着船用燃气供应系统技术的迅速发展和更新迭代，LNG(液化天然气Liquefied Natural Gas)系统的设备投资成本相应下降。以LNG作为燃料的大型远洋运输船舶在航行市场上占据越来越多的份额。LNG在船上的储存过程不可避免地会产生多余的BOG(Boil Off Gas闪蒸气)，这部分BOG会随着时间而逐步增多，导致LNG燃料舱内的压力也随之升高，这给LNG燃料舱的安全以及船舶操作安全带来隐患。
[0003]在大型LNG运输船和LNG加注船上，由于这类船舶的LNG舱容积较大，相应产生大量的BOG。为了处理回收这些BOG，上述船舶通常配置了全部再液化装置。LNG工业领域的再液化技术种类很多，船上应用较多的是采用氮气作为制冷剂的膨胀制冷的再液化装置，例如以法液空公司的Turbo
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Brayton cryogenic system为代表的BOG再液化技术。该技术采用的是逆布雷顿循环系统，以氮气为循环冷却介质，经无油离心压缩机加压，淡水与液氮进行冷却后进入向心膨胀机做功，形成符合冷却要求的低温氮气，然后进入热交换器将BOG冷却成液体LNG再送回燃料舱里。
[0004]另一种是斯特林制冷装置。该装置的工作原理是过冷方式，通过LNG燃料舱内的潜液泵将LNG燃料舱底部液体抽吸到斯特林制冷机内过冷，然后喷淋到LNG燃料舱的顶部，将燃料舱内的BOG气体转化为LNG，从而达到降低舱内压力的目的。
[0005]上述两种技术都能全部处理LNG燃料舱里产生的BOG，对于货舱容积大、产生的BOG量相应也非常大的LNG运输船和LNG加注船来说，是一种首选解决方案。但是对于双燃料动力船舶来说，LNG燃料舱容积相对较小，产生的BOG也少，如果使用上述BOG全部再冷凝系统将会存在设备初投资大、再液化装置尺寸大、制冷效率低、设备能耗量大的突出问题。
[0006]因此，需要一种具有再冷凝功能的供气系统和工作方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种具有再冷凝功能的供气系统和工作方法，能够降低设备投资的同时，保证对BOG进行冷却回收的效率。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种具有再冷凝功能的供气系统，包括：
[0010]燃料舱，所述燃料舱用于存放LNG；
[0011]第一供气管路，所述第一供气管路包括依次连通的LNG供给泵、一级换热器、高压泵、二级换热器和高压气化器，所述LNG供给泵与所述燃料舱连通，所述高压气化器与高压燃气设备连通；
[0012]第二供气管路，包括BOG压缩机，所述BOG压缩机的进口与所述燃料舱的上端连通，
所述BOG压缩机的出口与低压燃气设备连通；
[0013]冷凝管路，所述冷凝管路的一端与所述BOG压缩机的出口连通，另一端与所述燃料舱和所述BOG压缩机的进口连通，部分BOG能够进入所述二级换热器并通过所述一级换热器，进行换热冷却，变为液态的所述BOG进入到所述燃料舱中，气态的所述BOG进入到所述BOG压缩机的进口。
[0014]进一步地，所述冷凝管路上设置有节流膨胀阀，所述节流膨胀阀的进口与所述一级换热器连通，所述节流膨胀阀的出口分别与所述燃料舱和所述BOG压缩机的进口连通。
[0015]进一步地，所述冷凝管路上设置有气液分离器，所述气液分离器的一端与所述节流膨胀阀的出口连通，另一端分别与所述燃料舱和所述BOG压缩机的进口连通。
[0016]进一步地，所述气液分离器与所述燃料舱连通的一端设置有喷淋管，所述喷淋管位于所述燃料舱中。
[0017]进一步地，所述喷淋管上设置有多个喷淋头。
[0018]进一步地，所述节流膨胀阀与所述一级换热器之间设置有温度传感器。
[0019]进一步地，所述节流膨胀阀为电控型节流膨胀阀，所述节流膨胀阀与所述温度传感器电连接。
[0020]进一步地，所述冷凝管路上设置有流量计，所述流量计位于所述BOG压缩机的出口与所述二级换热器之间。
[0021]进一步地，所述LNG供给泵设置有两台。
[0022]一种具有再冷凝功能的供气系统的工作方法，用如上所述的具有再冷凝功能的供气系统进行供气和BOG冷凝，包括如下步骤：
[0023]位于燃料舱中的LNG通过LNG供给泵供给到高压泵进行加压，通过高压气化器气化后供给高压燃气设备使用；
[0024]BOG通过BOG压缩机加压后供给低压燃气设备使用；
[0025]部分所述BOG通过冷凝管路进入到二级换热器和一级换热器中，利用经过所述一级换热器和所述二级换热器的所述LNG对BOG进行降温液化，液化后的所述BOG进入到所述燃料舱中，气态的所述BOG进入到所述BOG压缩机的进口。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]本专利技术所提供的一种具有再冷凝功能的供气系统，设置有第一供气管路、第二供气管路和冷凝管路。燃料舱中的LNG通过第一供气管路对高压燃气设备进行供气，BOG通过第二供气管路对低压燃气设备供气；部分BOG通过冷凝管路进入到二级换热器和一级换热器中，由于一级换热器和二级换热器之间流通液态的LNG，利用温度较低的LNG对BOG进行降温，提升第一供气管路上LNG温度的同时，降低了BOG的温度，降温后的BOG冷凝为液态的进入到燃料舱中，依然为气态的进入到第二供气管路。通过上述设置，充分利用第一供气管路上的温度较低的LNG，对BOG进行冷却回收，不仅提高了冷却回收的效率，而且降低了设备的投资。
[0028]本专利技术所提供的一种具有再冷凝功能的供气系统的工作方法，用如上所述的具有再冷凝功能的供气系统进行供气和BOG冷凝，能够降低设备投资的同时，保证对BOG进行冷却回收的效率。
附图说明
[0029]图1是本专利技术一种具有再冷凝功能的供气系统的原理图。
[0030]图中：
[0031]10、燃料舱；20、LNG供给泵；21、一级换热器；22、高压泵；23、二级换热器；24、高压气化器；30、BOG压缩机；31、低压燃气设备；40、节流膨胀阀；41、气液分离器；42、流量计；43、温度传感器；44、喷淋管。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和实施方式进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。
[0033]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有再冷凝功能的供气系统，其特征在于，包括：燃料舱(10)，所述燃料舱(10)用于存放LNG；第一供气管路，所述第一供气管路包括依次连通的LNG供给泵(20)、一级换热器(21)、高压泵(22)、二级换热器(23)和高压气化器(24)，所述LNG供给泵(20)与所述燃料舱(10)连通，所述高压气化器(24)与高压燃气设备连通；第二供气管路，包括BOG压缩机(30)，所述BOG压缩机(30)的进口与所述燃料舱(10)的上端连通，所述BOG压缩机(30)的出口与低压燃气设备(31)连通；冷凝管路，所述冷凝管路的一端与所述BOG压缩机(30)的出口连通，另一端与所述燃料舱(10)和所述BOG压缩机(30)的进口连通，部分BOG能够进入所述二级换热器(23)并通过所述一级换热器(21)，进行换热冷却，变为液态的所述BOG进入到所述燃料舱(10)中，气态的所述BOG进入到所述BOG压缩机(30)的进口。2.根据权利要求1所述的一种具有再冷凝功能的供气系统，其特征在于，所述冷凝管路上设置有节流膨胀阀(40)，所述节流膨胀阀(40)的进口与所述一级换热器(21)连通，所述节流膨胀阀(40)的出口分别与所述燃料舱(10)和所述BOG压缩机(30)的进口连通。3.根据权利要求2所述的一种具有再冷凝功能的供气系统，其特征在于，所述冷凝管路上设置有气液分离器(41)，所述气液分离器(41)的一端与所述节流膨胀阀(40)的出口连通，另一端分别与所述燃料舱(10)和所述BOG压缩机(30)的进口连通。4.根据权利要求3所述的一种具有再冷凝功能的供气系统，其特征在于，所述气液分离器(41)与所述燃料舱(10)连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欣，张启鹏，周熲，王怡，曹征宇，庄士超，
申请(专利权)人：上海外高桥造船有限公司，
类型：发明
国别省市：