船舶、液化氣體蒸發(fā)裝置及其控制方法以及其修改方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種船舶、液化氣體蒸發(fā)裝置及其控制方法以及其修改方法。該船舶具備：副配管(13)，設(shè)置成從主配管(5)分出而進行旁通，且在主配管(5)再匯合，并流有比主配管(5)更低流量的LNG；切換閥(15)，切換主配管(5)與副配管(13)；液體流量計(17)，測量在副配管(13)流動的LNG的流量；及減壓閥(19)，對在副配管(13)流動的LNG進行減壓，并且，在通過切換閥(15)選擇了主配管(5)時，根據(jù)氣體流量計(8)的測量值控制流量調(diào)整閥(6)，并且在通過切換閥(15)選擇了副配管(13)時，根據(jù)液體流量計(17)的測量值控制流量調(diào)整閥(6)。
【專利說明】船舶、液化氣體蒸發(fā)裝置及其控制方法以及其修改方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具備液化氣體儲罐的船舶、液化氣體蒸發(fā)裝置及其控制方法以及其修改方法。

【背景技術(shù)】
[0002]如下述專利文獻I所示，在具備儲藏例如作為液化氣體的LNG(液化天然氣)的LNG儲罐(貨油艙)的LNG船上設(shè)置有LNG蒸餾器，所述LNG蒸餾器引導(dǎo)LNG儲罐內(nèi)的LNG并使其蒸發(fā)。并且，眾所周知有搭載了大型LNG蒸餾器(氣化器)和氣體燃料產(chǎn)生用小型LNG蒸餾器的LNG船。
[0003]分別裝配一臺大型和一臺小型的LNG蒸餾器是會使設(shè)置空間變大且初期投資龐大，因此優(yōu)選大型LNG蒸餾器兼作小型LNG蒸餾器。
[0004]以往技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利公開2006-177618號公報(參考圖1)
發(fā)明概要
[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0008]但是，大型LNG蒸餾器主要在生成LNG儲罐的氣體置換用氣體時使用，因此與氣體燃料產(chǎn)生用小型LNG蒸餾器相比所需的氣體量要大數(shù)倍。由此，如以下說明，從控制性的觀點出發(fā)并不優(yōu)選以大型LNG蒸餾器產(chǎn)生小型LNG蒸餾器所要求的少量的氣體。
[0009]LNG蒸餾器一般采用蒸汽加熱式管殼式換熱器，使LNG在管束側(cè)通過，殼體側(cè)為飽和蒸汽氣氛。被加熱的LNG以過熱氣體狀態(tài)從熱交換器排出，針對該過熱氣體狀態(tài)的氣體，通過對熱交換器入口的LNG的一部分進行旁通并使其噴霧來調(diào)整出口溫度。
[0010]并且，關(guān)于蒸發(fā)氣體量，由設(shè)置于出口配管的節(jié)流孔流量計或者文氏管流量計測量容積流量，并轉(zhuǎn)換成質(zhì)量流量后，根據(jù)基于質(zhì)量流量的設(shè)定值進行控制。在熱交換器的入口側(cè)的LNG管路上設(shè)置有流量調(diào)整閥，在溫度調(diào)整用旁通流路的LNG管路上設(shè)置有溫度調(diào)整閥。根據(jù)額定流量設(shè)計該些流量調(diào)整閥及溫度調(diào)整閥且決定其尺寸，因此在使極少量的LNG通過時，無法充分發(fā)揮LNG流量調(diào)整功能和氣體溫度調(diào)整功能。并且，低流量時由流量計檢測的氣體流量不正確，因此很難管理蒸發(fā)量。
[0011]如圖5所示的參考例，可以考慮由大型LNG蒸餾器覆蓋小型LNG蒸餾器的流量范圍的結(jié)構(gòu)。如該圖所示，在LNG蒸餾器101的入口側(cè)的LNG管路102上并列設(shè)置有高流量用流量調(diào)整閥103和低流量用流量調(diào)整閥104。并且，在使LNG噴霧到溫度調(diào)整用減溫器105的溫度調(diào)整用旁通LNG管路108上并列設(shè)置有高流量用溫度調(diào)整閥106和低流量用溫度調(diào)整閥107。如此將流量調(diào)整閥及溫度調(diào)整閥分別構(gòu)成高流量用和低流量用，就能夠應(yīng)對較廣的流量范圍。
[0012]但是，通過減溫器105的出口側(cè)的流量計109測量流量，因此低流量的流量測量精度依然存在改善的余地。
[0013]本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種船舶，液化氣體蒸發(fā)裝置及其控制方法以及其修改方法，所述船舶具備即使流量范圍較廣也能夠高精度地進行流量控制及溫度控制的液化氣體蒸發(fā)裝置。
[0014]用于解決技術(shù)課題的手段
[0015]為了解決上述課題，本發(fā)明的船舶、液化氣體蒸發(fā)裝置及其控制方法以及其修改方法采用如下方法。
[0016]S卩，本發(fā)明的第I方式所涉及的船舶具備液化氣體蒸發(fā)裝置，所述液化氣體蒸發(fā)裝置具有:液化氣體主配管，引導(dǎo)液化氣體；蒸發(fā)器，使從該液化氣體主配管引導(dǎo)過來的液化氣體蒸發(fā)；氣體出口配管，引導(dǎo)在該蒸發(fā)器被氣化的氣體；氣體流量計，設(shè)置于該氣體出口配管；流量調(diào)整閥，設(shè)置于所述液化氣體主配管并調(diào)整引導(dǎo)至所述蒸發(fā)器的液化氣體流量；控制部，控制該流量調(diào)整閥；液化氣體副配管，設(shè)置成從所述液化氣體主配管分出而進行旁通，且在該液化氣體主配管再匯合，并流有比該液化氣體主配管更低流量的液化氣體；切換閥，切換所述液化氣體主配管和所述液化氣體副配管；液體流量計，測量在所述液化氣體副配管流動的液化氣體的流量；及減壓機構(gòu)，對在所述液化氣體副配管流動的液化氣體進行減壓，所述控制部進行如下控制:在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體主配管時，根據(jù)所述氣體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥，并且在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體副配管時，根據(jù)所述液體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥，所述船舶具備主機，從所述液化氣體蒸發(fā)裝置向所述主機供給液化氣體燃料。
[0017]若通過切換閥選擇液化氣體主配管，則流有高流量的液化氣體，若通過切換閥選擇液化氣體副配管，則流有低流量的液化氣體。選擇了液化氣體主配管并流有高流量的液化氣體時，根據(jù)設(shè)置于蒸發(fā)器的下游側(cè)的氣體出口配管的氣體流量計的測量值控制流量調(diào)整閥。由此，能夠高精度地供給所希望的流量的氣體。
[0018]另一方面，選擇了液化氣體副配管并流有低流量的液化氣體時，根據(jù)測量在液化氣體副配管流動的液化氣體的流量的液體流量計的測量值，控制流量調(diào)整閥。即，低流量時不采用氣體流量計的測量值。這是因為，由于在流有高流量時使用氣體流量計，所以無法保證低流量時的測定精度。因此，使用液體流量計高精度地測量在液化氣體副配管流動的液化氣體的流量。而且，在低流量時通過減壓機構(gòu)對在液化氣體副配管流動的液化氣體進行減壓，因此與未進行減壓時相比能夠使流量調(diào)整閥的開度范圍變大。由此，不管是高流量時還是低流量時，都能夠高精度地測量流量，并且還能夠在控制性良好的開度范圍內(nèi)控制流量調(diào)整閥。
[0019]并且，本發(fā)明的第2方式所涉及的液化氣體蒸發(fā)裝置具備:液化氣體主配管，弓丨導(dǎo)液化氣體；蒸發(fā)器，使從該液化氣體主配管引導(dǎo)過來的液化氣體蒸發(fā)；氣體出口配管，弓丨導(dǎo)在該蒸發(fā)器被氣化的氣體；氣體流量計，設(shè)置于該氣體出口配管；流量調(diào)整閥，設(shè)置于所述液化氣體主配管并調(diào)整引導(dǎo)至所述蒸發(fā)器的液化氣體流量；控制部，控制該流量調(diào)整閥；液化氣體副配管，設(shè)置成從所述液化氣體主配管分出而進行旁通，且在該液化氣體主配管再匯合,并流有比該液化氣體主配管更低流量的液化氣體；切換閥,切換所述液化氣體主配管和所述液化氣體副配管；液體流量計，測量在所述液化氣體副配管流動的液化氣體的流量；及減壓機構(gòu)，對在所述液化氣體副配管流動的液化氣體進行減壓，所述控制部進行如下控制:在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體主配管時，根據(jù)所述氣體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥，并且在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體副配管時，根據(jù)所述液體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥。
[0020]若通過切換閥選擇液化氣體主配管，則流有高流量的液化氣體，若通過切換閥選擇液化氣體副配管，則流有低流量的液化氣體。選擇了液化氣體主配管并流有高流量的液化氣體時，根據(jù)設(shè)置于蒸發(fā)器的下游側(cè)的氣體出口配管的氣體流量計的測量值控制流量調(diào)整閥。由此，能夠高精度地供給所希望的流量的氣體。
[0021]另一方面，選擇了液化氣體副配管并流有低流量的液化氣體時，根據(jù)測量在液化氣體副配管流動的液化氣體的流量的液體流量計的測量值，控制流量調(diào)整閥。即，低流量時不采用氣體流量計的測量值。這是因為，由于在流有高流量時使用氣體流量計，所以無法保證低流量時的測定精度。因此，使用液體流量計高精度地測量在液化氣體副配管流動的液化氣體的流量。而且，在低流量時通過減壓機構(gòu)對在液化氣體副配管流動的液化氣體進行減壓，因此與未進行減壓時相比能夠使流量調(diào)整閥的開度范圍變大。由此，不管是高流量時還是低流量時，都能夠高精度地測量流量，并且還能夠在控制性良好的開度范圍內(nèi)控制流量調(diào)整閥。
[0022]而且，本發(fā)明的第3方式所涉及的液化氣體蒸發(fā)裝置，其中，具備:溫度調(diào)整器，設(shè)置于所述氣體出口配管并通過使液化氣體散布來調(diào)整氣體溫度；溫度調(diào)整用配管，從所述液化氣體副配管的下游側(cè)位置的所述液化氣體主配管引導(dǎo)一部分液化氣體，并使液化氣體散布到所述溫度調(diào)整器；溫度調(diào)整閥，設(shè)置于該溫度調(diào)整用配管；及溫度傳感器，測量從所述溫度調(diào)整器引導(dǎo)過來的氣體的溫度，所述控制部根據(jù)所述溫度傳感器的測量值控制所述溫度調(diào)整閥。
[0023]該第3方式中，關(guān)于溫度調(diào)整閥，與上述流量調(diào)整閥相同，低流量時引導(dǎo)通過減壓機構(gòu)進行減壓的液化氣體，因此不管是高流量時還是低流量時，都能夠在控制性良好的開度范圍內(nèi)控制溫度調(diào)整閥。
[0024]而且，本發(fā)明的第4方式所涉及的液化氣體蒸發(fā)裝置，在所述液化氣體副配管的下游側(cè)位置且所述流量調(diào)整閥的上游側(cè)位置的所述液化氣體主配管上設(shè)置有氣液分離器。
[0025]該第4方式中，通過了液化氣體副配管的減壓機構(gòu)而被減壓的液化氣體有可能成為含有閃發(fā)氣體的氣液兩相流。若液化氣體成為氣液兩相流，則導(dǎo)致氣相部分妨礙流量調(diào)整閥的液相的流動。因此，本發(fā)明通過在流量調(diào)整閥的上游側(cè)設(shè)置氣液分離器，從而僅將液相引導(dǎo)至流量調(diào)整閥。
[0026]而且，本發(fā)明的第5方式所涉及的液化氣體蒸發(fā)裝置具備:排氣配管，將在所述氣液分離器被分離的氣體引導(dǎo)至所述氣體出口配管；及氣體流量調(diào)整閥，設(shè)置于該排氣配管，所述控制部根據(jù)所述溫度傳感器的測量值控制所述氣體流量調(diào)整閥。
[0027]該第5方式中，通過氣體流量調(diào)整閥對在氣液分離器被分離的氣體進行流量調(diào)整后引導(dǎo)至氣體出口配管。由此，能夠進行在氣體出口配管流動的氣體溫度的調(diào)整。
[0028]并且，本發(fā)明的第6方式所涉及的液化氣體蒸發(fā)裝置的控制方法中，所述液化氣體蒸發(fā)裝置具備:液化氣體主配管，引導(dǎo)液化氣體；蒸發(fā)器，使從該液化氣體主配管引導(dǎo)過來的液化氣體蒸發(fā)；氣體出口配管，引導(dǎo)在該蒸發(fā)器被氣化的氣體；氣體流量計，設(shè)置于該氣體出口配管；流量調(diào)整閥，設(shè)置于所述液化氣體主配管并調(diào)整引導(dǎo)至所述蒸發(fā)器的液化氣體流量；控制部，控制該流量調(diào)整閥；液化氣體副配管，設(shè)置成從所述液化氣體主配管分出而進行旁通，且在該液化氣體主配管再匯合，并流有比該液化氣體主配管更低流量的液化氣體；切換閥，切換所述液化氣體主配管和所述液化氣體副配管；液體流量計，測量在所述液化氣體副配管流動的液化氣體的流量；及減壓機構(gòu)，對在所述液化氣體副配管流動的液化氣體進行減壓，其中，所述液化氣體蒸發(fā)裝置的控制方法通過所述控制部進行如下控制:在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體主配管時，根據(jù)所述氣體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥，并且在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體副配管時，根據(jù)所述液體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥。
[0029]并且，本發(fā)明的第7方式所涉及的液化氣體蒸發(fā)裝置的修改方法中，所述液化氣體蒸發(fā)裝置具備:液化氣體主配管，引導(dǎo)液化氣體；蒸發(fā)器，使從該液化氣體主配管引導(dǎo)過來的液化氣體蒸發(fā)；氣體出口配管，引導(dǎo)在該蒸發(fā)器被氣化的氣體；氣體流量計，設(shè)置于該氣體出口配管；流量調(diào)整閥，設(shè)置于所述液化氣體主配管并調(diào)整引導(dǎo)至所述蒸發(fā)器的液化氣體流量；及控制部，控制該流量調(diào)整閥，其中，所述液化氣體蒸發(fā)裝置的修改方法設(shè)置:液化氣體副配管，設(shè)置成從所述液化氣體主配管分出而進行旁通，并在該液化氣體主配管再匯合,并流有比該液化氣體主配管更低流量的液化氣體；切換閥,切換所述液化氣體主配管和所述液化氣體副配管；液體流量計，測量在所述液化氣體副配管流動的液化氣體的流量；及減壓機構(gòu)，對在所述液化氣體副配管流動的液化氣體進行減壓，并且，以如下方式改變所述控制部的控制方法:在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體主配管時，根據(jù)所述氣體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥，并且在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體副配管時，根據(jù)所述液體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥。
[0030]該第7方式中，僅追加設(shè)置液化氣體副配管，液體流量計及減壓機構(gòu)并改變控制部的控制方法，也能夠使高流量用液化氣體蒸發(fā)裝置應(yīng)對低流量時的情況，并且進行極為簡單的工程就能夠?qū)崿F(xiàn)。
[0031]發(fā)明效果
[0032]選擇了液化氣體副配管并流有低流量的液化氣體時，根據(jù)測量在液化氣體副配管流動的液化氣體的流量的液體流量計的測量值控制流量調(diào)整閥，根據(jù)精度比氣體流量計更良好的液體流量計的測量值來控制，因此能夠以高精度地調(diào)整流量。
[0033]并且，低流量時，通過減壓機構(gòu)對在液化氣體副配管流動的液化氣體進行減壓，因此與未進行減壓時相比能夠使流量調(diào)整閥的開度范圍變大。由此，不管是高流量時還是低流量時，都能夠在控制性良好的開度范圍內(nèi)控制流量調(diào)整閥。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是表示本發(fā)明的第I實施方式所涉及的液化氣體蒸發(fā)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖2是表示本發(fā)明的第2實施方式所涉及的液化氣體蒸發(fā)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0036]圖3是表示圖2的氣液分離器的縱剖視圖。
[0037]圖4是表示圖3的氣液分離器的變形例的縱剖視圖。
[0038]圖5是表示作為參考例的液化氣體蒸發(fā)裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0039]以下，參考附圖，對本發(fā)明所涉及的實施方式進行說明。
[0040][第I實施方式]
[0041]圖1中示出作為本發(fā)明的液化氣體蒸發(fā)裝置的第I實施方式所涉及的LNG(液化天然氣)蒸餾裝置(以下稱為“蒸餾裝置”)I。蒸餾裝置I設(shè)置于具備LNG儲罐(貨油艙)的LNG船。
[0042]LNG船需要要求作為LNG儲罐的氣體置換用氣體的高流量天然氣和要求作為鍋爐或天然氣柴油機等燃料用的低流量的天然氣。本實施方式的蒸餾裝置I通過使LNG蒸發(fā)，從而能夠供給高流量及低流量的氣體。
[0043]如圖1所示，蒸餾裝置I具備:蒸餾器主體(蒸發(fā)器)3，使LNG蒸發(fā)；主配管(液化氣體主配管)5，向蒸餾器主體3供給LNG ;及氣體出口配管7，將在蒸餾器主體3被蒸發(fā)的氣體(天然氣)輸送至下游側(cè)。
[0044]蒸餾器主體3為管殼式換熱器，具備:入口集管9，接收從主配管5引導(dǎo)過來的LNG;熱交換部10，使從入口集管9引導(dǎo)過來的LNG蒸發(fā)；及出口集管11，引導(dǎo)通過熱交換部10被蒸發(fā)的氣體(天然氣)。在熱交換部10的內(nèi)部設(shè)置有在內(nèi)部使LNG流通的多個管束(傳熱管)，由從外部供給至熱交換部10內(nèi)部的蒸汽從管束的外部加熱在管束內(nèi)部流通的 LNG。
[0045]主配管5將自未圖示的LNG儲罐引導(dǎo)過來的LNG供給至蒸餾器主體3。主配管5的配管直徑例如為40A (公稱直徑)，使高達(dá)約70kg/h的LNG流通。
[0046]主配管5上設(shè)置有流量調(diào)整閥6，所述流量調(diào)整閥調(diào)整向蒸餾器主體3供給的LNG流量。流量調(diào)整閥6根據(jù)后述的氣體流量計8或者液體流量計17的測量值進行開度控制。
[0047]流量調(diào)整閥6的上游側(cè)位置的主配管5上設(shè)置有副配管(液化氣體副配管)13，以便對主配管5進行旁通。副配管13的配管直徑例如為25A (公稱直徑)，使主配管5的幾分之一的流量的LNG流通。
[0048]在分出副配管13的主配管5的分支位置5a與副配管13匯合的主配管5的匯合位置5b之間設(shè)置有切換閥15。完全打開該切換閥15，從而主要使LNG在主配管5內(nèi)流動而成為高流量，并且完全關(guān)閉切換閥15，從而使LNG在副配管13內(nèi)流動而成為低流量。即可以用遠(yuǎn)程控制也可以用手動來進行切換閥15的操作。
[0049]在副配管13上從上游側(cè)開始依次設(shè)置有液體流量計17及減壓閥(減壓機構(gòu))19。另外，也可設(shè)置節(jié)流孔作為固定式減壓機構(gòu)，來代替減壓閥19。作為液體流量計17例如采用科里奧利式流量計，能夠直接測量液體流量。液體流量計17的測量值PV被傳送至液體流量控制器21。液體流量控制器21向流量調(diào)整閥6發(fā)送基于規(guī)定的函數(shù)21a的開度命令0P,以使由液體流量計17得到的測量流量PV成為規(guī)定的設(shè)定值SP。另外，由液體流量控制器21進行的流量調(diào)整閥6的控制僅在通過切換閥15選擇了副配管13時進行，因此在通過切換閥15未選擇副配管13時不進行所述控制。
[0050]在比副配管13所匯合的匯合位置5b更靠下游側(cè)且流量調(diào)整閥6的上游側(cè)，設(shè)置有從主配管5的分支位置5c分出的溫度調(diào)整用配管23。溫度調(diào)整用配管23的配管直徑例如為與主配管5等徑的40A(公稱直徑)。溫度調(diào)整用配管23的下游端與設(shè)置于蒸餾器主體3的出口側(cè)的減溫器(溫度調(diào)整器)25連接。在減溫器25的內(nèi)部使從溫度調(diào)整用配管23引導(dǎo)過來的LNG噴霧，由此將從蒸餾器主體3引導(dǎo)過來的過熱氣體冷卻并進行溫度調(diào)整。通過設(shè)置于溫度調(diào)整用配管23的溫度調(diào)整閥27調(diào)整噴霧到減溫器25的LNG流量。根據(jù)設(shè)置于氣體出口配管7的溫度傳感器29的測量值PV，通過溫度調(diào)整用控制器31控制溫度調(diào)整閥27。溫度調(diào)整用控制器31向溫度調(diào)整閥27發(fā)送基于規(guī)定的函數(shù)31a的開度命令0P，以使由溫度傳感器29得到的測量溫度PV成為規(guī)定的設(shè)定值SP。另外，在通過切換閥15選擇了副配管13時以及通過切換閥15選擇了主配管5時的任一情況下進行由溫度調(diào)整用控制器31進行的溫度調(diào)整閥27的控制。
[0051]從溫度調(diào)整閥27的上游側(cè)位置的溫度調(diào)整用配管23的分支點23a分出排氣配管33。由排氣配管33分離在主配管5流動的LNG中的氣體成分。排氣配管33的配管直徑小于主配管5和溫度調(diào)整用配管23的直徑，例如為25A(公稱直徑)。排氣配管33的下游端連接于氣體出口配管7的匯合部7a。該匯合部7a設(shè)置于減溫器25的下游側(cè)且溫度傳感器29及氣體流量計8的上游側(cè)。在排氣配管33上設(shè)置有調(diào)整氣體流量的排氣閥(氣體流量調(diào)整閥)35，調(diào)整該排氣閥35的流量，由此能夠調(diào)整在氣體出口配管7流動的氣體溫度。
[0052]氣體出口配管7連接于蒸餾器主體3的出口，從上游側(cè)開始依次設(shè)置有減溫器25，匯合部7a，溫度傳感器29，及氣體流量計8。氣體出口配管7的配管直徑例如為40A(公稱直徑)，使高達(dá)約70kg/h的氣體(天然氣)流通。
[0053]氣體流量計8例如采用節(jié)流孔流量計，測量氣體容積流量。在未圖示的控制部中，控制流量調(diào)整閥6的開度，以使將由氣體流量計8得到的氣體容積流量轉(zhuǎn)換成質(zhì)量流量之后，成為規(guī)定的設(shè)定值。基于氣體流量計8的測量值的流量調(diào)整閥6的控制僅在通過切換閥15選擇了主配管5時進行，因此在通過切換閥15未選擇主配管5時不進行所述控制。另夕卜，可以使用各種流量計作為氣體流量計8，例如也可使用文氏管流量計來代替節(jié)流孔流量計。
[0054]上述結(jié)構(gòu)的蒸餾裝置I如下使用。
[0055]〈高流量的情況〉
[0056]在使高流量的LNG蒸發(fā)時，如進行LNG儲罐內(nèi)的氣體置換時那樣，完全打開切換閥15并選擇主配管5。并且，流量調(diào)整閥6基于氣體流量計8進行控制。
[0057]自LNG儲罐引導(dǎo)過來的LNG通過操作閥37，在主配管5內(nèi)流動，幾乎不流向在減壓閥19安裝有流路阻力的副配管13，而通過完全打開的切換閥15。通過了切換閥15的LNG在由流量調(diào)整閥6調(diào)整為規(guī)定流量之后，流入蒸餾器主體3的內(nèi)部。流量調(diào)整閥6根據(jù)氣體流量計8的測量值通過未圖示的控制部進行開度控制，以便滿足在進行LNG儲罐的氣體置換時所要求的氣體流量(設(shè)定值)。此時在流量調(diào)整閥6所使用的開度范圍采用控制性良好的開度范圍(例如70?80% )。即，根據(jù)高流量時的條件選定流量調(diào)整閥6。
[0058]流入蒸餾器主體3的LNG，首先流入入口集管9后，分配至多個傳熱管(未圖示)，在熱交換部10通過從外部供給的蒸汽被加熱而蒸發(fā)。在熱交換部10被蒸發(fā)的氣體(天然氣)為過熱狀態(tài)，被引導(dǎo)至出口集管11，并流向減溫器25。
[0059]減溫器25中，使從主配管5的分支位置5c分出并經(jīng)由溫度調(diào)整用配管23引導(dǎo)過來的LNG噴霧，并使過熱氣體冷卻到成為所希望的溫度。此時，進行噴霧的LNG的量由溫度調(diào)整閥27進行調(diào)整。由溫度調(diào)整用控制器31，根據(jù)設(shè)置于氣體出口配管7的溫度傳感器29的測量值控制溫度調(diào)整閥27成為規(guī)定的目標(biāo)溫度。
[0060]在減溫器25被冷卻到規(guī)定溫度的氣體(天然氣)通過氣體出口配管7被引導(dǎo)至匯合部7a。從溫度調(diào)整用配管23的分支位置23a分出并經(jīng)由排氣配管33在排氣閥35進行了流量調(diào)整的氣體在匯合部7a匯合。由從該排氣配管33引導(dǎo)過來的氣體最終調(diào)整經(jīng)由氣體出口配管7引導(dǎo)過來的氣體的溫度。
[0061]然后，從氣體出口配管7引導(dǎo)過來的氣體經(jīng)由未圖示的規(guī)定的配管路徑供給到LNG儲罐的氣相。
[0062]〈低流量的情況〉
[0063]使低流量的LNG蒸發(fā)時，如向鍋爐或天然氣柴油機供給氣體燃料時那樣，完全關(guān)閉切換閥15并選擇副配管13。并且，流量調(diào)整閥6基于液體流量計17進行控制。
[0064]自LNG儲罐引導(dǎo)過來的LNG通過操作閥37，在主配管5內(nèi)流動，不流向切換閥15完全關(guān)閉的主配管5，而流入在分支位置5a從主配管5分出的副配管13。副配管13中，在液體流量計17測量LNG的液體流量之后，由減壓閥19被減壓到例如10kPa以下，并在匯合位置5b流入主配管5。在減壓閥19被減壓的LNG在流量調(diào)整閥6調(diào)整為規(guī)定流量之后，流入蒸餾器主體3內(nèi)。流量調(diào)整閥6根據(jù)液體流量計17的測量值通過液體流量控制器21進行開度控制，以使?jié)M足鍋爐或天然氣柴油機所要求的氣體流量(設(shè)定值)。此時在流量調(diào)整閥6所使用的開度范圍在減壓閥19被減壓，因此與高流量時相同采用控制性良好的開度范圍(例如70?80% )。即，即使根據(jù)高流量時的條件選擇流量調(diào)整閥6時，上游側(cè)壓力(I次壓力)被減壓，因此在低流量時也使用控制性良好的開度范圍。
[0065]LNG被導(dǎo)入到蒸餾器主體3之后的動作與高流量時相同，因此省略其說明。
[0066]如此得到的氣體(天然氣)從氣體出口配管7經(jīng)由未圖示的規(guī)定的配管路徑被導(dǎo)入到鍋爐或天然氣柴油機。
[0067]綜上所述，根據(jù)本實施方式的蒸餾裝置I發(fā)揮以下作用及效果。
[0068]選擇了主配管5并流有高流量的LNG時，根據(jù)設(shè)置于蒸餾器主體3的下游側(cè)的氣體出口配管7的氣體流量計8的測量值控制流量調(diào)整閥6。如此，使用氣體流量計8和流量調(diào)整閥6，因此能夠高精度地供給所希望的流量的氣體，所述氣體流量計在高流量的流量范圍具有良好的測量精度，所述流量調(diào)整閥在該流量范圍能夠進行在控制性良好的閥開度范圍的流量調(diào)整。
[0069]另一方面，通過切換閥15選擇了副配管13并流有低流量的LNG時，根據(jù)測量在副配管13流動的LNG的流量的液體流量計17的測量值控制流量調(diào)整閥6。即，在低流量時不使用在高流量時的流量范圍具有適當(dāng)精度的氣體流量計8的測量值。這是因為，由于在流有高流量時使用氣體流量計8，所以無法保證低流量時的測定精度。因此，本實施方式中使用液體流量計17來高精度地測量在副配管13流動的LNG的流量。而且，低流量時，通過減壓閥19對在副配管13流動的LNG進行減壓，因此與未進行減壓時相比能夠使流量調(diào)整閥6的開度范圍變大。由此，不管是高流量時還是低流量時，都能夠高精度地測量流量，并且還能夠在控制性良好的開度范圍內(nèi)控制流量調(diào)整閥6。
[0070]關(guān)于溫度調(diào)整閥27也與流量調(diào)整閥6相同，低流量時引導(dǎo)通過減壓閥19進行減壓的LNG，因此不管是高流量時還是低流量時都能夠在控制性良好的開度范圍內(nèi)對溫度調(diào)整閥27進行控制。
[0071][第2實施方式]
[0072]接著，利用圖2至圖4對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。
[0073]本實施方式除第I實施方式以外，還在具備氣液分離器40這一點上不同。對其他共同的結(jié)構(gòu)賦予相同符號并省略其說明。
[0074]如圖2所示，在副配管13與主配管5匯合的匯合位置5b的下游側(cè)且流量調(diào)整閥6及溫度調(diào)整閥27的上游側(cè)(即分支位置5c的上游側(cè))設(shè)置有氣液分離器40。
[0075]如圖3所示，氣液分離器40具備:容器42，暫時積存LNG ;及密封球44，設(shè)置于容器42內(nèi)且相對于LNG具有浮力。LNG暫時積存在氣液分離器40的容器42內(nèi)的期間，氣液兩相流的LNG中的氣體成分被分離。密封球44漂浮在LNG的液面，液面上升而封閉具有小于密封球44的面積的出口開口 46，由此抑制液面的上升。在氣液分離器40的上部連接有排氣配管48。該排氣配管48與圖1所示的排氣配管33相同，具備排氣閥35，并且在匯合部7a連接于氣體出口配管7。
[0076]上述結(jié)構(gòu)的氣液分離器40如下使用。
[0077]若低流量時選擇了副配管13，則LNG通過減壓閥19進行減壓。此時，LNG有時閃蒸而成為氣液兩相流。如此成為氣液兩相流的LNG流入氣液分離器40。LNG暫時積存在氣液分離器40的容器42內(nèi)的期間，氣體成分被分離。被分離的氣體成分(天然氣)經(jīng)由連接于容器42的上部的排氣配管48被引導(dǎo)至出口配管7。此時，通過排氣閥35進行流量調(diào)整，并調(diào)整在氣體出口配管7流動的氣體的溫度這一點上與第I實施方式相同。
[0078]若容器42內(nèi)的液面上升，則密封球44與液面一同上升并封閉出口開口 46。由此，能夠防止LNG流入排氣配管48。
[0079]如此，根據(jù)本實施方式，即使通過副配管13的減壓閥19并被減壓的LNG成為含有閃發(fā)氣體的氣液兩相流，也能夠通過氣液分離器40去除氣體成分。由此，能夠避免成為氣液兩相流的LNG流入流量調(diào)整閥6或溫度調(diào)整閥27而妨礙在流量調(diào)整閥6及溫度調(diào)整閥27的液相的流動。
[0080]另外，也可使用圖4所示的氣液分離器40’來代替圖3所示的氣液分離器40。具體而言，可設(shè)置檢測液面位置的液位傳感器50，并根據(jù)該液位傳感器50的檢測值控制液位控制閥52。如果設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，可省略圖2及圖3所示的密封球44。
[0081]并且，如圖2所示，本實施方式中，雖然設(shè)置于副配管13的液體流量計17和減壓閥19的位置關(guān)系與圖1所示的第I實施方式相反，但是也可設(shè)為這種位置關(guān)系。
[0082]并且，也可將本實施方式的氣液分離器40、40’適用于第I實施方式。具體而言，在圖1所示的分支位置23a設(shè)置氣液分離器40、40’。
[0083]在上述各實施方式中，對LNG作為液化氣體的一例進行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，可為其他液化氣體，也可為例如LPG (液化丙烷氣)。
[0084]并且，在上述各實施方式中，作為設(shè)置于LNG船的蒸餾裝置進行了說明，但是作為船舶并不限定于LNG船，也可適用于LPG船等具備儲藏液化氣體的儲罐的船舶。
[0085]并且，本發(fā)明的蒸餾裝置能夠用于新的船舶，但在以下情況尤其有效:相對于設(shè)置在原有的船舶的高流量用蒸餾裝置，為了氣體燃料的供給等追加設(shè)置供給低流量的氣體的系統(tǒng)。此時，僅追加設(shè)置副配管13，液體流量計17及減壓閥19并改變流量調(diào)整閥6的控制軟件即可，并進行極為簡單的工程就能夠?qū)崿F(xiàn)。
[0086]符號說明
[0087]1-LNG蒸餾裝置(液化氣體蒸發(fā)裝置)，3-蒸餾器主體(蒸發(fā)器)，5_主配管(液化氣體主配管)，6_流量調(diào)整閥，7-氣體出口配管，7a-匯合部，8-氣體流量計，9-入口集管，10-熱交換部，11-出口集管，13-副配管(液化氣體副配管)，15-切換閥，17-液體流量計，19-減壓閥(減壓機構(gòu))，21-液體流量控制器，21a-函數(shù)，23-溫度調(diào)整用配管，25-減溫器(溫度調(diào)整器)，27-溫度調(diào)整閥，29-溫度傳感器，31-溫度調(diào)整用控制器，31a-函數(shù)，33-排氣配管，35-排氣閥(氣體流量調(diào)整閥)，37_操作閥，40、40’_氣液分離器，42-容器，44-密封球，46-出口開口，48-排氣配管，50-液位傳感器，52-液位控制閥。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶，其具備: 液化氣體蒸發(fā)裝置，所述液化氣體蒸發(fā)裝置具有: 液化氣體主配管，引導(dǎo)液化氣體； 蒸發(fā)器，使從該液化氣體主配管引導(dǎo)過來的液化氣體蒸發(fā)； 氣體出口配管，引導(dǎo)在該蒸發(fā)器被氣化的氣體； 氣體流量計，設(shè)置于該氣體出口配管； 流量調(diào)整閥，設(shè)置于所述液化氣體主配管并調(diào)整引導(dǎo)至所述蒸發(fā)器的液化氣體流量； 控制部，控制該流量調(diào)整閥； 液化氣體副配管，設(shè)置成從所述液化氣體主配管分出而進行旁通，且在該液化氣體主配管再匯合,并流有比該液化氣體主配管更低流量的液化氣體； 切換閥，切換所述液化氣體主配管和所述液化氣體副配管； 液體流量計，測量在所述液化氣體副配管流動的液化氣體的流量；及 減壓機構(gòu)，對在所述液化氣體副配管流動的液化氣體進行減壓， 所述控制部進行如下控制:在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體主配管時，根據(jù)所述氣體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥，并且在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體副配管時，根據(jù)所述液體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥， 所述船舶具備主機，從所述液化氣體蒸發(fā)裝置向所述主機供給液化氣體燃料。
2.一種液化氣體蒸發(fā)裝置，其具備: 液化氣體主配管，引導(dǎo)液化氣體； 蒸發(fā)器，使從該液化氣體主配管引導(dǎo)過來的液化氣體蒸發(fā)； 氣體出口配管，引導(dǎo)在該蒸發(fā)器被氣化的氣體； 氣體流量計，設(shè)置于該氣體出口配管； 流量調(diào)整閥，設(shè)置于所述液化氣體主配管并調(diào)整引導(dǎo)至所述蒸發(fā)器的液化氣體流量； 控制部，控制該流量調(diào)整閥； 液化氣體副配管，設(shè)置成從所述液化氣體主配管分出而進行旁通，且在該液化氣體主配管再匯合,并流有比該液化氣體主配管更低流量的液化氣體； 切換閥，切換所述液化氣體主配管和所述液化氣體副配管； 液體流量計，測量在所述液化氣體副配管流動的液化氣體的流量；及 減壓機構(gòu)，對在所述液化氣體副配管流動的液化氣體進行減壓， 所述控制部進行如下控制:在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體主配管時，根據(jù)所述氣體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥，并且在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體副配管時，根據(jù)所述液體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液化氣體蒸發(fā)裝置，其中，具備: 溫度調(diào)整器，設(shè)置于所述氣體出口配管并通過使液化氣體散布來調(diào)整氣體溫度； 溫度調(diào)整用配管，從所述液化氣體副配管的下游側(cè)位置的所述液化氣體主配管引導(dǎo)一部分液化氣體，并使液化氣體散布到所述溫度調(diào)整器； 溫度調(diào)整閥，設(shè)置于該溫度調(diào)整用配管 '及 溫度傳感器，測量從所述溫度調(diào)整器引導(dǎo)過來的氣體的溫度， 所述控制部根據(jù)所述溫度傳感器的測量值控制所述溫度調(diào)整閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的液化氣體蒸發(fā)裝置，其中， 在所述液化氣體副配管的下游側(cè)位置且所述流量調(diào)整閥的上游側(cè)位置的所述液化氣體主配管上設(shè)置有氣液分離器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液化氣體蒸發(fā)裝置，其中，具備: 排氣配管，將在所述氣液分離器被分離的氣體引導(dǎo)至所述氣體出口配管；及 氣體流量調(diào)整閥，設(shè)置于該排氣配管， 所述控制部根據(jù)所述溫度傳感器的測量值控制所述氣體流量調(diào)整閥。
6.一種液化氣體蒸發(fā)裝置的控制方法，所述液化氣體蒸發(fā)裝置具備: 液化氣體主配管，引導(dǎo)液化氣體； 蒸發(fā)器，使從該液化氣體主配管引導(dǎo)過來的液化氣體蒸發(fā)； 氣體出口配管，引導(dǎo)在該蒸發(fā)器被氣化的氣體； 氣體流量計，設(shè)置于該氣體出口配管； 流量調(diào)整閥，設(shè)置于所述液化氣體主配管并調(diào)整引導(dǎo)至所述蒸發(fā)器的液化氣體流量； 控制部，控制該流量調(diào)整閥； 液化氣體副配管，設(shè)置成從所述液化氣體主配管分出而進行旁通，且在該液化氣體主配管再匯合,并流有比該液化氣體主配管更低流量的液化氣體； 切換閥，切換所述液化氣體主配管和所述液化氣體副配管； 液體流量計，測量在所述液化氣體副配管流動的液化氣體的流量；及 減壓機構(gòu)，對在所述液化氣體副配管流動的液化氣體進行減壓，其中， 所述液化氣體蒸發(fā)裝置的控制方法通過所述控制部進行如下控制:在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體主配管時，根據(jù)所述氣體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥，并且在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體副配管時，根據(jù)所述液體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥。
7.一種液化氣體蒸發(fā)裝置的修改方法，所述液化氣體蒸發(fā)裝置具備: 液化氣體主配管，引導(dǎo)液化氣體； 蒸發(fā)器，使從該液化氣體主配管引導(dǎo)過來的液化氣體蒸發(fā)； 氣體出口配管，引導(dǎo)在該蒸發(fā)器被氣化的氣體； 氣體流量計，設(shè)置于該氣體出口配管； 流量調(diào)整閥，設(shè)置于所述液化氣體主配管并調(diào)整引導(dǎo)至所述蒸發(fā)器的液化氣體流量；及 控制部，控制該流量調(diào)整閥，其中， 所述液化氣體蒸發(fā)裝置的修改方法設(shè)置: 液化氣體副配管，設(shè)置成從所述液化氣體主配管分出而進行旁通，并在該液化氣體主配管再匯合,并流有比該液化氣體主配管更低流量的液化氣體； 切換閥，切換所述液化氣體主配管和所述液化氣體副配管； 液體流量計，測量在所述液化氣體副配管流動的液化氣體的流量；及 減壓機構(gòu)，對在所述液化氣體副配管流動的液化氣體進行減壓， 并且，以如下方式改變所述控制部的控制方法:在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體主配管時，根據(jù)所述氣體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥，并且在通過所述切換閥選擇了所述液化氣體副配管時，根據(jù)所述液體流量計的測量值控制所述流量調(diào)整閥。
【文檔編號】B63B25/16GK104136827SQ201380010611
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】岡勝 申請人:三菱重工業(yè)株式會社