專利名稱：蒸發(fā)氣體再液化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸發(fā)氣體再液化裝置。
背景技術(shù)：
在LNG船中，在貨艙中以大氣壓儲(chǔ)藏、輸送低溫的液化天然氣。該液化天然氣(LNG)由于向貨艙內(nèi)的進(jìn)入的熱而蒸發(fā)，作為蒸發(fā)氣體貯存于貨艙內(nèi)的上部。因該蒸發(fā)氣體所膨脹的容積而貨艙內(nèi)的壓力增加，因此，有必要進(jìn)行連續(xù)地抽出該蒸發(fā)氣體的處理。為了有效地使用該煮沸氣體，在大多數(shù)的LNG船中，將蒸發(fā)氣體作為鍋爐、氣體焚燒內(nèi)燃機(jī)等的燃料，由此，用于推動(dòng)力及船內(nèi)電力的補(bǔ)給。但是，相對于產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體的量在作為燃料要求的量少的情況下，剩余的蒸發(fā)氣體向船外排放，即，白白地被廢棄。特別是在載貨狀態(tài)下在長期地進(jìn)行停泊或低速航行的情況下，損失變大。作為抑制該損失的措施，航行有一種天然氣輸送船(LNG船)，其具備使剩余的蒸發(fā)氣體再液化返回貨艙的蒸發(fā)氣體再液化裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。在蒸發(fā)氣體再液化裝置中，蒸發(fā)氣體通過沿著冷凍循環(huán)改變狀態(tài)進(jìn)行循環(huán)的制冷劑的冷熱進(jìn)行冷卻、凝縮，由此進(jìn)行再液化。在設(shè)于LNG船的蒸發(fā)氣體再液化裝置中，為容納于船上的狹窄的空間而要求緊湊的構(gòu)造。另外，蒸發(fā)氣體再液化裝置進(jìn)行各種各樣的使液化效率提高的研究，如專利文獻(xiàn)I所示，將向冷凍循環(huán)部供給的蒸發(fā)氣體通過兩個(gè)壓縮機(jī)進(jìn)行兩次壓縮，在提高與在冷凍循環(huán)部循環(huán)的制冷劑的熱交換效率的同時(shí)，專注于在裝置整體中節(jié)省空間化。與蒸發(fā)氣體再液化裝置的蒸發(fā)氣體的冷卻相關(guān)的主要設(shè)備一般配置于船體中央部的貨物設(shè)備室。另一方面，構(gòu)成冷凍循環(huán)部的制冷劑壓縮機(jī)為常溫設(shè)備，不與蒸發(fā)氣體直接接觸，且需要大的動(dòng)力，因此，優(yōu)選配置于容易設(shè)置大動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)類的機(jī)艙內(nèi)。另外，冷卻被壓縮的制冷劑的中間冷卻器為大型，且需要大量的冷卻清水，因此，在這一點(diǎn)也優(yōu)選配置于制造冷卻清水的機(jī)艙。在專利文獻(xiàn)I所示的裝置中，冷凍循環(huán)部的制冷劑壓縮機(jī)及在此附帶的中間冷卻器配置于機(jī)艙內(nèi)，在貨物設(shè)備室內(nèi)僅配置剩余的冷卻的部分。由此，例如，在將現(xiàn)有的蒸發(fā)氣體等天然氣作為鍋爐燃料使用的LNG船中，在設(shè)置蒸發(fā)氣體再液化裝置的情況下，能夠大幅減輕改造工程，即使在適用于新造船的情況下，也能夠容易地進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2010-25152號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
但是，在蒸發(fā)氣體被壓縮后，直到向蒸發(fā)氣體再液化裝置的液化部(凝縮部)供給，一直冷卻到凝縮溫度附近。在專利文獻(xiàn)I所示的裝置中，使用該冷卻中冷凍循環(huán)部的制冷劑的冷熱，因此，需要確保這部分的制冷劑的冷熱。由此，與冷熱的增加量相應(yīng)地，降低冷凍循環(huán)部的液化效率，且構(gòu)成冷凍循環(huán)部的各設(shè)備大型化。另外，具備進(jìn)一步壓縮由制冷劑壓縮機(jī)壓縮的制冷劑的增壓壓縮機(jī)，但是，在用增壓壓縮機(jī)壓縮的制冷劑由使用了冷卻清水的中間冷卻器冷卻后，向低溫箱的膨脹器供給，因此，該中間冷卻器必須配置于低溫箱附近。由于將大型的中間冷卻器設(shè)置于低溫箱的附近，所以難以向比較狹窄的空間即貨物設(shè)備室配置。特別是在航行的現(xiàn)有的LNG船中貨物設(shè)備室僅具備有限的空間，因此，以在此設(shè)置蒸發(fā)氣體再液化裝置的方式進(jìn)行改造是勉強(qiáng)的。另外，如專利文獻(xiàn)I所示，預(yù)冷卻器及凝縮器設(shè)為3個(gè)以上的多重?zé)峤粨Q程序，因此，可能難以進(jìn)行這些設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的可靠性不足。本發(fā)明是鑒于以上的課題而開發(fā)的，其目的在于，提供一種蒸發(fā)氣體再液化裝置，減小壓縮氣體予冷的熱負(fù)荷且設(shè)為小型且高效率的冷凍循環(huán)部，且對設(shè)備的配置進(jìn)行研究，例如即使在現(xiàn)有的LNG船中也可設(shè)置。解決問題的技術(shù)方案為解決所述課題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案。S卩，本發(fā)明第一方面提供一種蒸發(fā)氣體再液化裝置，其具備:氣體供給部，其具有向氣體壓縮部供給在箱內(nèi)產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體的氣體供給管線及輸送在該氣體壓縮部壓縮的蒸發(fā)氣體的壓縮氣體輸送管線；冷凍循環(huán)部，其具有凝縮部，該凝縮部將在制冷劑壓縮部壓縮后的在第一中冷器中冷卻的制冷劑通過膨脹器進(jìn)行膨脹而成為進(jìn)一步的低溫狀態(tài)，通過該制冷劑將在所述壓縮氣體輸送管線中輸送的所述蒸發(fā)氣體冷卻凝縮，其中，在所述氣體供給部具備熱交換部，該熱交換部在所述凝縮部的上游側(cè)，在通過所述壓縮氣體輸送管線的所述蒸發(fā)氣體和通過所述氣體供給管線的所述蒸發(fā)氣體間進(jìn)行熱交換。冷凍循環(huán)部的制冷劑用制冷劑壓縮部壓縮，且通過中間冷卻器即第一中冷器冷卻后，向膨脹器供給。該制冷劑通過膨脹器來膨脹減壓，由此，成為蒸發(fā)氣體液化中所需要的低溫狀態(tài)。膨脹器以該制冷劑膨脹時(shí)的力作為旋轉(zhuǎn)力而取出，例如，經(jīng)由直接連接的軸使增壓壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)。該制冷劑經(jīng)由凝縮部返回增壓壓縮機(jī)。另一方面，在氣體供給部，經(jīng)由氣體供給管線供給的在箱內(nèi)產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體由氣體壓縮部壓縮，且以經(jīng)由壓縮氣體輸送管線通過凝縮部的方式輸送。這時(shí)，在凝縮部的上游側(cè)具備熱交換部，該熱交換部在通過壓縮氣體輸送管線的蒸發(fā)氣體和通過氣體供給管線的蒸發(fā)氣體間進(jìn)行熱交換，因此，在氣體壓縮部被壓縮并成為高溫狀態(tài)的通過壓縮氣體輸送管線的蒸發(fā)氣體利用通過氣體供給管線的溫度低的蒸發(fā)氣體冷卻(預(yù)冷)并向凝縮部導(dǎo)入。通過壓縮氣體輸送管線的蒸發(fā)氣體通過在氣體壓縮部壓縮的所述的蒸發(fā)氣體冷卻，換言之，以蒸發(fā)氣體自身的冷熱進(jìn)行預(yù)冷。另外，作為通過壓縮氣體輸送管線的蒸發(fā)氣體的冷熱，不僅限于通過氣體供給管線的蒸發(fā)氣體，也可以附加除此之外的設(shè)備中。向凝縮部導(dǎo)入的例如冷卻到凝縮溫度附近的蒸發(fā)氣體由通過凝縮部的低溫的制冷劑冷卻、凝縮。這樣，由氣體壓縮部壓縮且成為高溫狀態(tài)的通過壓縮氣體輸送管線的蒸發(fā)氣體通過用氣體壓縮部壓縮的所述的蒸發(fā)氣體冷卻，換言之，以蒸發(fā)氣體自身的冷熱進(jìn)行預(yù)冷，因此，至少能夠減少其熱量部分的冷凍循環(huán)部的負(fù)擔(dān)。由此，能夠減小構(gòu)成冷凍循環(huán)部的各設(shè)備，因此，能夠使蒸發(fā)氣體再液化裝置小型化。在所述第一方面中，在所述冷凍循環(huán)部也可以具備:在所述凝縮部的下游側(cè)通過所述膨脹器驅(qū)動(dòng)且壓縮所述制冷劑的增壓壓縮機(jī)、用該增壓壓縮機(jī)壓縮且冷卻向所述制冷劑壓縮部供給的所述制冷劑的第二中冷器。據(jù)此，在冷凍循環(huán)部，由增壓壓縮機(jī)壓縮的制冷劑進(jìn)一步通過制冷劑壓縮部壓縮并向膨脹器供給，因此，冷卻由增壓壓縮機(jī)壓縮的制冷劑的第二中冷器被介裝于制冷劑壓縮部和增壓壓縮機(jī)之間。因此，第二中冷器能夠配置于制冷劑壓縮部附近，因此，在制冷劑壓縮部例如設(shè)置于機(jī)艙的情況下，第二中冷器也能夠在機(jī)艙中設(shè)置。這樣，能夠?qū)⒋笮偷牡诙欣淦髟O(shè)置于較寬的機(jī)艙內(nèi)，因此，例如即使在貨物設(shè)備室狹窄的航行的現(xiàn)有的LNG船中也能夠設(shè)置蒸發(fā)氣體再液化裝置。另外，清水的供給系統(tǒng)設(shè)置于機(jī)艙內(nèi)，因此，在冷凍循環(huán)部的第一中冷器及第二中冷器均設(shè)置于機(jī)艙內(nèi)時(shí)，這些配管能夠簡單化，能夠提高冷卻效率。本發(fā)明第二方面提供一種蒸發(fā)氣體再液化裝置，其具備:氣體供給部，其具有向氣體壓縮部供給在箱內(nèi)產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體的氣體供給管線及輸送在該氣體壓縮部壓縮的蒸發(fā)氣體的壓縮氣體輸送管線；冷凍循環(huán)部，其具有凝縮部，該凝縮部將在制冷劑壓縮部壓縮后的在第一中冷器中冷卻的制冷劑通過膨脹器進(jìn)行膨脹減壓而成為進(jìn)一步的低溫狀態(tài)，通過該制冷劑將在所述壓縮氣體輸送管線中輸送的所述蒸發(fā)氣體冷卻凝縮，其中，在所述冷凍循環(huán)部具備:在所述凝縮部的下游側(cè)通過所述膨脹器驅(qū)動(dòng)且壓縮所述制冷劑的增壓壓縮機(jī)和用該增壓壓縮機(jī)壓縮且冷卻向所述制冷劑壓縮部供給的所述制冷劑的第二中冷器。在冷凍循環(huán)部，用增壓壓縮機(jī)壓縮，且通過中間冷卻器即第二中冷器冷卻。該制冷劑在用制冷劑壓縮部壓縮、且通過中間冷卻器即第一中冷器冷卻后，向膨脹器供給。該制冷劑通過膨脹器減壓、膨脹而成為進(jìn)一步的低溫狀態(tài)。膨脹器以該制冷劑膨脹時(shí)的力為旋轉(zhuǎn)力取出，例如，經(jīng)由直接連結(jié)的軸使增壓壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)。成為更低溫狀態(tài)的制冷劑經(jīng)由凝縮部返回增壓壓縮機(jī)。另一方面，在氣體供給部，經(jīng)由氣體供給管線供給的在箱內(nèi)產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體以在氣體壓縮部壓縮、經(jīng)由壓縮氣體輸送管線通過凝縮部的方式輸送。這樣，在冷凍循環(huán)部，用增壓壓縮機(jī)壓縮的制冷劑進(jìn)一步通過制冷劑壓縮部壓縮并向膨脹器供給，因此，冷卻由增壓壓縮機(jī)壓縮的制冷劑的第二中冷器被設(shè)于制冷劑壓縮部和增壓壓縮機(jī)之間。因此，第二中冷器能夠配置于制冷劑壓縮部附近，因此，在制冷劑壓縮部例如設(shè)置于機(jī)艙的情況下，第二中冷器也能夠在機(jī)艙中設(shè)置。這樣，能夠?qū)⒋笮偷牡诙欣淦髟O(shè)置于較寬的機(jī)艙內(nèi)，因此，例如即使在貨物設(shè)備室狹窄的航行的現(xiàn)有的LNG船中也能夠設(shè)置蒸發(fā)氣體再液化裝置。
另外，清水的供給系統(tǒng)設(shè)置于機(jī)艙內(nèi)，因此，在冷凍循環(huán)部的第一中冷器及第二中冷器均設(shè)置于機(jī)艙內(nèi)時(shí)，這些配管能夠簡單化，能夠提高冷卻效率。在所述各方式中，希望在所述氣體供給管線的所述熱交換部的上游側(cè)具備對液化天然氣噴霧而冷卻所述蒸發(fā)氣體的緩熱器。例如，在蒸發(fā)氣體再液化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)配管未被冷卻的情況下，或在壓載航行中，在箱內(nèi)的蒸發(fā)氣體為比較高溫的狀態(tài)的情況下等，通過氣體供給管線的蒸發(fā)氣體的溫度比較高，可能在熱交換部的冷熱不足。這種情況下，在本方式中，在氣體供給管線的熱交換部的上游側(cè)具備對液化天然氣噴霧且冷卻蒸發(fā)氣體的緩熱器，因此，通過緩熱器能夠冷卻向熱交換器供給的蒸發(fā)氣體。在所述各方式中，所述氣體壓縮部也可以設(shè)為分為兩階段的構(gòu)成。據(jù)此，蒸發(fā)氣體遍及 兩次壓縮，因此，能夠高效率地進(jìn)行與冷凍循環(huán)部的熱交換。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)再液化設(shè)備的小型化。在所述構(gòu)成中，所述氣體壓縮部的第一階段的壓縮也可以通過作為燃料向鍋爐供給的燃料用壓縮機(jī)進(jìn)行。據(jù)此，例如，在將現(xiàn)有的蒸發(fā)氣體等天然氣作為鍋爐的燃料使用的LNG船中設(shè)置蒸發(fā)氣體再液化裝置的情況下，能夠大幅度地減輕改造工程。另外，即使在適用于新造船的情況下也容易進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。燃料用壓縮機(jī)為比較大的容量，但是，向此供給的蒸發(fā)氣體通過熱交換部加熱，容積增加，因此，可不會(huì)成為超過容量而使用。因此，在航行的現(xiàn)有的LNG船中，能夠有效地活用現(xiàn)有的燃料用壓縮機(jī)，所以，能夠減小改造工程的范圍，能夠廉價(jià)地進(jìn)行改造。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，用氣體壓縮部壓縮、成為高溫狀態(tài)的通過壓縮氣體輸送管線的蒸發(fā)氣體通過用氣體壓縮部壓縮前的蒸發(fā)氣體冷卻，因此，能夠縮小構(gòu)成冷凍循環(huán)部的各設(shè)備，能夠?qū)⒄舭l(fā)氣體再液化裝置小型化。另外，在冷凍循環(huán)部，由增壓壓縮機(jī)壓縮的制冷劑再通過制冷劑壓縮部通過壓縮且向膨脹器供給，因此，能夠?qū)⒌诙欣淦髂軌蚺渲糜谥评鋭嚎s部附近，例如即使在貨物設(shè)備室狹窄的航行的現(xiàn)有的LNG船中也能夠設(shè)置蒸發(fā)氣體再液化裝置。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的蒸發(fā)氣體再液化裝置的概略構(gòu)成的方塊圖。
具體實(shí)施例方式下面，使用圖1對本發(fā)明一實(shí)施方式的LNG船的蒸發(fā)氣體再液化裝置I進(jìn)行說明。圖1是表示LNG船的蒸發(fā)氣體再液化裝置I的整體概略構(gòu)成的方塊圖。LNG船具備貯藏液化天然氣(以下，有時(shí)也稱為LNG。)的多個(gè)貨艙(圖示省略)。在貨艙中有例如制成大致球形的MOSS ( ^ ^ )式的箱等各種形式。在蒸發(fā)氣體再液化裝置I中具備冷凍循環(huán)部3、液化處理部(氣體供給部)5。冷凍循環(huán)部3向液化處理部5供給通過制冷劑配管7循環(huán)的制冷劑(作為制冷劑，例如可以使用氮。另外，例如，氫和氦為對象。)的冷熱。
在冷凍循環(huán)部3，作為主要要素設(shè)有制冷劑壓縮機(jī)(制冷劑壓縮部)9、制冷劑預(yù)冷卻器11、膨脹器13、過冷卻器15、凝縮器(凝縮部)17、增壓壓縮機(jī)19。制冷劑配管7按順序連接制冷劑壓縮機(jī)9、制冷劑預(yù)冷卻器11、膨脹器13、過冷卻器15、凝縮器17、制冷劑預(yù)冷卻器11及增壓壓縮機(jī)19，構(gòu)成封閉的系統(tǒng)。制冷劑壓縮機(jī)9是通過蒸氣渦輪21驅(qū)動(dòng)的2段的離心式壓縮機(jī)。另外，在沒有驅(qū)動(dòng)用蒸汽設(shè)備的船舶(燃油發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)船等)中也可以設(shè)為具有壓縮機(jī)速度控制功能的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。另外，制冷劑壓縮機(jī)9不僅限于該形式，只要在制冷劑配管7內(nèi)能夠使差壓產(chǎn)生，則也可以使用螺旋壓縮機(jī)等適當(dāng)?shù)男问?。制冷劑壓縮機(jī)9吸引并壓縮低溫、低壓的氣體狀制冷劑，制成高溫 高壓的氣體狀制冷劑。制冷劑壓縮機(jī)9具有中冷器23。在制冷劑壓縮機(jī)9的出口設(shè)有第一后冷卻器(第一中冷器)25。為了調(diào)整制冷·劑量，具有制冷劑緩沖箱27的配管與制冷劑壓縮機(jī)9的前后連接。制冷劑預(yù)冷卻器11通過從凝縮器17導(dǎo)入的制冷劑來冷卻從第一后冷卻器25導(dǎo)入的制冷劑。制冷劑預(yù)冷卻器11僅在制冷劑和制冷劑間進(jìn)行熱交換，因此，與3個(gè)以上的多重?zé)峤粨Q工藝相比較，構(gòu)造簡單，容易設(shè)計(jì)。由此，能夠提高設(shè)計(jì)的可靠性。膨脹器13通過制冷劑預(yù)冷卻器11使溫度降低的制冷劑通過減壓而膨脹成為低溫、低壓的氣體狀制冷劑。將該制冷劑膨脹時(shí)的力作為旋轉(zhuǎn)力，與膨脹器13同軸連接的增壓壓縮機(jī)19被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。來自膨脹器13的低溫、低壓的氣體狀制冷劑按照過冷卻器15、凝縮器17及制冷劑預(yù)冷卻器11順序被輸送且進(jìn)行熱交換。增壓壓縮機(jī)19壓縮從制冷劑預(yù)冷卻器11導(dǎo)入的制冷劑，將制冷劑制成高溫 高壓，向制冷劑壓縮機(jī)9供給。在增壓壓縮機(jī)19的下游側(cè)且制冷劑壓縮機(jī)的上游側(cè)具備第二后冷卻器(第二中冷器)29。在制冷劑配管7的膨脹器13的上游側(cè)和凝縮器17的下游側(cè)之間具備通過閥的開閉進(jìn)行斷接的旁通配管31。在冷凍循環(huán)3起動(dòng)時(shí)，旁通配管31開放。由此，制冷劑不通過膨脹器13，因此，由此帶來的阻力消失，能夠進(jìn)行制冷劑壓縮機(jī)9的起動(dòng)。在液化處理部5具備:向燃料用壓縮機(jī)33供給在未圖示的貨艙產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體(以下，稱為蒸發(fā)氣體)的BOG供給配管(氣體供給管線)35、將由燃料用壓縮機(jī)33壓縮的BOG向分離器37輸送的BOG輸送配管(壓縮氣體輸送管線)39、從分離器37向貨艙輸送再液化的LNG的再液化氣體配管41。在BOG供給配管35中具備冷卻輸送的BOG的霧分離器(緩熱器)43。霧分離器43以選擇地供給在分離器37的下部貯存的再液化的LNG的方式構(gòu)成。在從分離器37向霧分離器43供給LNG時(shí)，通過該LNG冷卻B0G。燃料用壓縮機(jī)33作為向鍋爐供給燃料的裝置設(shè)置，在改造時(shí)設(shè)置。燃料用壓縮機(jī)33并列地配設(shè)同一構(gòu)造的2臺，且一方為萬一出現(xiàn)故障時(shí)備用的。燃料用壓縮機(jī)33以用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式構(gòu)成。另外，在該2臺燃料用壓縮機(jī)33中并列具備未設(shè)置燃料用壓縮機(jī)33的自由流管線45。在自由流管線45中具備開閉的開閉閥47。在燃料用壓縮機(jī)33及自由流管線45的出口連接有向未圖示的鍋爐作為燃料供給天然氣的燃料配管49。在燃料配管49中具備加熱利用燃料用壓縮機(jī)33壓縮的天然氣的氣體加熱器51。在燃料用壓縮機(jī)33及自由流管線45，也可以氣化供給另外貯藏于貨艙的LNG。BOG輸送配管39通過凝縮部17將來自燃料用壓縮機(jī)33的BOG向分離器37輸送。這時(shí)，凝縮器17利用通過制冷劑配管7的制冷劑將BOG冷卻凝縮。凝縮器17僅在制冷劑和BOG之間進(jìn)行熱交換，因此，與3以上的多重?zé)峤粨Q工藝相比較，構(gòu)造簡單，設(shè)計(jì)容易。由此，能夠提高設(shè)計(jì)的可靠性。在BOG輸送配管39中具備:壓縮BOG的BOG增壓器53和例如用清水冷卻由BOG增壓器53壓縮且成為高溫的BOG的BOG后冷卻器55。BOG增壓器53例如將160kPaa的BOG升壓為450kPaa，如果可能的話，例如可以使用直冷式螺旋壓縮機(jī)等適當(dāng)形式的壓縮機(jī)。在BOG輸送配管39的BOG后冷卻器55和凝縮器17之間，即凝縮部17的上游側(cè)具備在通過BOG輸送配管39的BO G和通過BOG供給配管35的BOG間進(jìn)行熱交換的BOG預(yù)冷卻器(熱交換部)57。BOG預(yù)冷卻器57僅在制冷劑和BOG間進(jìn)行熱交換，因此，與3以上的多重?zé)峤粨Q工藝相比較，構(gòu)造簡單，容易設(shè)計(jì)。由此，能夠提高設(shè)計(jì)的可靠性。另外，在利用BOG預(yù)冷卻器57充分冷卻通過BOG輸送配管39的BOG的情況下，也可以省略BOG后冷卻器55的設(shè)置。在BOG供給配管35中具備通過旁通BOG預(yù)冷卻器57的閥的開閉進(jìn)行斷接的旁通配管59。用BOG輸送配管39輸送的BOG在凝縮器17中由通過制冷劑配管7的制冷劑冷卻凝縮。該凝縮的BOG被分離為導(dǎo)入分離器37的液體部分和氣體部分。再液化氣體配管41從分離器37的下部通過過冷卻器15與貨艙連接。在再液化氣體配管41，在比過冷卻器15更下游側(cè)設(shè)有再液化氣體流量調(diào)節(jié)閥61。設(shè)有從BOG供給配管35的比霧分離器43更上游側(cè)及分離器37的頂部向燃料配管49連接的具備流量調(diào)節(jié)閥的氣體供給分支配管63。氣體供給分支配管63以冷卻通過制冷劑預(yù)冷卻器11且從制冷劑壓縮機(jī)9向膨脹器13供給的制冷劑的方式構(gòu)成。膨脹器13、制冷劑預(yù)冷卻器11、凝縮器17、過冷卻器15及BOG預(yù)冷卻器57緊湊地收納于設(shè)為防熱構(gòu)造的低溫箱65內(nèi)。增壓壓縮機(jī)19由膨脹器13旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，因此，以比低溫箱65更突出的方式安裝。制冷劑壓縮機(jī)9、制冷劑緩沖箱27、蒸氣渦輪21、中冷器23、第一后冷卻器25、第二后冷卻器29及燃料用壓縮機(jī)33配置于設(shè)置有鍋爐的機(jī)艙內(nèi)，低溫箱65及分離器37設(shè)置于貨物設(shè)備室。對具有以上構(gòu)成的本實(shí)施方式的蒸發(fā)氣體再液化裝置I的動(dòng)作進(jìn)行說明。在冷凍循環(huán)部3，制冷劑壓縮機(jī)9由蒸氣渦輪21驅(qū)動(dòng)，將從制冷劑配管7導(dǎo)入的低溫、低壓的氣體狀制冷劑進(jìn)行兩階段壓縮，成為高溫 高壓的氣體狀制冷劑。這時(shí)，制冷劑在I階段的壓縮和兩階段的壓縮期間，通過中冷器23進(jìn)行冷卻。該高溫 高壓的氣體狀制冷劑由第一后冷卻器25冷卻并向制冷劑預(yù)冷卻器11導(dǎo)入。在制冷劑預(yù)冷卻器11，導(dǎo)入的氣體狀制冷劑通過從凝縮器17返回的低溫、低壓的氣體狀制冷劑冷卻。該制冷劑被導(dǎo)入膨脹器13，通過減壓膨脹，成為更低溫、低壓是氣體狀制冷劑。該低溫、低壓的氣體狀制冷劑通過過冷卻器15及凝縮器17，將其冷熱賦予周圍進(jìn)行冷卻。
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之后，制冷劑通過制冷劑預(yù)冷卻器11由被導(dǎo)入膨脹器13的制冷劑加熱，導(dǎo)入增壓壓縮機(jī)19。制冷劑在增壓壓縮機(jī)19中壓縮而成為高溫 高壓的氣體狀制冷劑。該高溫 高壓的氣體狀制冷劑由第二后冷卻器29冷卻，向制冷劑壓縮機(jī)9輸送。向制冷劑壓縮機(jī)9導(dǎo)入的制冷劑通過制冷劑壓縮機(jī)9進(jìn)一步成為高溫 高壓且送出。在冷凍循環(huán)部3連續(xù)地進(jìn)行該循環(huán)，由此，在制冷劑配管7通過的過冷卻器15、凝縮器17及制冷劑預(yù)冷卻器11中提供冷熱。在貨艙產(chǎn)生的BOG利用BOG供給配管35且通過霧分離器43及BOG預(yù)冷卻器57利用燃料用壓縮機(jī)33供給。霧分離器43在通常運(yùn)轉(zhuǎn)中不供給LNG，因此，不冷卻B0G。例如，在蒸發(fā)氣體再液化裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)，在配管未被冷卻的情況下，或在壓載航行中，貨艙內(nèi)的BOG在比較高溫的狀態(tài)的情況下等通過BOG供給配管35的BOG的溫度變得比較高時(shí)，例如，從分離器37再液化的LNG向霧分離器43供給，且使向BOG預(yù)冷卻器57供給的BOG的溫度降低到必要的溫度，例如_120°C。被導(dǎo)入燃料用壓縮機(jī)33的BOG通過燃料用壓縮機(jī)33例如被壓縮到160kPaa。這時(shí)，BOG的溫度例如成為大致55°C。之后，BOG通過BOG增壓器53升壓到例如450kPaa。這時(shí)，BOG的溫度成為例如大致 100。。。該BOG通過BOG后冷卻器55冷卻到大約40°C，向BOG預(yù)冷卻器57導(dǎo)入。在BOG預(yù)冷卻器57中，由通過BOG供給配管35的BOG冷卻到例如大致_110°C即大致飽和液狀態(tài)。另一方面，通過BOG供給配管35的BOG例如從大致_120°C升溫到大致30。。。該冷卻的BOG在通過凝縮器17時(shí)，通過在冷凍循環(huán)部3的制冷劑配管7中流動(dòng)的低溫、低壓的氣體狀制冷劑被冷卻，凝縮。凝縮的BOG被向分離器37輸送。在分離器37中，將凝縮的BOG進(jìn)行氣液分離，再液化的LNG即液體部分貯存于下部，氣體部分貯存于上部。下部的LNG通過再液化氣體配管41，在過冷卻器15中過冷卻且返回貨艙。這樣，BOG通過燃料用壓縮機(jī)33及BOG增壓器53進(jìn)行2次壓縮而成為高壓，因此，能夠高效率地進(jìn)行與冷凍循環(huán)部3的熱交換。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)冷凍循環(huán)部3的小型化。另外，通過用燃料用壓縮機(jī)33及BOG增壓器53壓縮且成為高溫狀態(tài)的BOG輸送配管39的BOG在BOG預(yù)冷卻器57中由通過BOG供給配管35的燃料用壓縮機(jī)33壓縮前的BOG冷卻，換言之，由BOG自信的冷熱予冷，因此，至少能夠減少該熱量部分的冷凍循環(huán)部3的負(fù)擔(dān)。由此，能夠減小構(gòu)成冷凍循環(huán)部3的各設(shè)備，因此，能夠使蒸發(fā)氣體再液化裝置I小型化。另外，在冷凍循環(huán)部3中，由增壓壓縮機(jī)19壓縮的制冷劑再通過制冷劑壓縮機(jī)9壓縮并向膨脹器13供給，因此，冷卻用增壓壓縮機(jī)19壓縮的制冷劑的第二后冷卻器29被設(shè)于制冷劑壓縮機(jī)9和增壓壓縮機(jī)19之間。因此，第二后冷卻器29能夠配置于接近制冷劑壓縮機(jī)9，因此，在制冷劑壓縮機(jī)9設(shè)置于例如機(jī)艙的情況下，第二后冷卻器29也可以設(shè)置于機(jī)艙。這樣，能夠在比較寬的機(jī)艙中設(shè)置大型的第二后冷卻器29，因此，例如，即使在貨物設(shè)備室狹窄的航行的現(xiàn)有的LNG船中也能夠設(shè)置蒸發(fā)氣體再液化裝置I。另外，由于清水的供給系統(tǒng)設(shè)置于機(jī)艙，因此，在冷凍循環(huán)部3的中冷器23、第一后冷卻器25及第二后冷卻器29均設(shè)置于機(jī)艙時(shí)，它們的配管能夠簡化，能夠提高冷卻效率。這樣，蒸發(fā)氣體再液化裝置I能夠成為小型且高效率，能夠減少其設(shè)置空間。因此，例如，在將現(xiàn)有的BOG等天然氣作為鍋爐的燃料使用的LNG船上設(shè)置蒸發(fā)氣體再液化裝置I的情況下，能夠大幅減輕改造工程。另外，即使在用于新造船的情況下，也能夠容易地進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。該情況下，燃料用壓縮機(jī)33為比較大的容量，但是，向其供給的BOG通過BOG預(yù)冷卻器57加熱，容積增加，因此，可以不會(huì)成為超過容量而使用。因此，在航行的現(xiàn)有的LNG船中，能夠有效地活用現(xiàn)有的燃料用壓縮機(jī)33，因此，能夠減小改造工程的范圍，能夠廉價(jià)地進(jìn)行改造。另外，本發(fā)明不限于本實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)刈兏?。符號說明I蒸發(fā)氣體再液化裝置3冷凍循環(huán)部5液化處理部9制冷劑壓縮機(jī)13膨脹器17凝縮器19增壓壓縮機(jī)25第一后冷卻器29第二后冷卻器33燃料用壓縮機(jī)35 BOG供給配管39 BOG輸送配管43霧分離器
53 BOG 增壓器57 BOG預(yù)冷卻器
權(quán)利要求
1.一種蒸發(fā)氣體再液化裝置，其中，其具備: 氣體供給部，其具有向氣體壓縮部供給在箱內(nèi)產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體的氣體供給管線及輸送在該氣體壓縮部壓縮的蒸發(fā)氣體的壓縮氣體輸送管線； 冷凍循環(huán)部，其具有凝縮部，該凝縮部將在制冷劑壓縮部壓縮后的在第一中冷器中冷卻的制冷劑通過膨脹器進(jìn)行膨脹減壓而成為進(jìn)一步的低溫狀態(tài)，通過該制冷劑將在所述壓縮氣體輸送管線中輸送的所述蒸發(fā)氣體冷卻凝縮， 在所述氣體供給部具備熱交換部，該熱交換部在所述凝縮部的上游側(cè)，在通過所述壓縮氣體輸送管線的所述蒸發(fā)氣體和通過所述氣體供給管線的所述蒸發(fā)氣體間進(jìn)行熱交換。
2.按權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)氣體再液化裝置，其中，在所述冷凍循環(huán)部具備:在所述凝縮部的下游側(cè)通過所述膨脹器驅(qū)動(dòng)且壓縮所述制冷劑的增壓壓縮機(jī)、用該增壓壓縮機(jī)壓縮且冷卻向所述制冷劑壓縮部供給的所述制冷劑的第二中冷器。
3.一種蒸發(fā)氣體再液化裝置，其中，其具備: 氣體供給部，其具有向氣體壓縮部供給在箱內(nèi)產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體的氣體供給管線及輸送在該氣體壓縮部壓縮的蒸發(fā)氣體的壓縮氣體輸送管線； 冷凍循環(huán)部，其具有凝縮部，該凝縮部將在制冷劑壓縮部壓縮后的在第一中冷器中冷卻的制冷劑通過膨脹器進(jìn)行膨脹減壓而成為進(jìn)一步的低溫狀態(tài)，通過該制冷劑將在所述壓縮氣體輸送管線中輸送的所述蒸發(fā)氣體冷卻凝縮， 在所述冷凍循環(huán)部具備:在所述凝縮部的下游側(cè)通過所述膨脹器驅(qū)動(dòng)且壓縮所述制冷劑的增壓壓縮機(jī)和用該增壓壓縮機(jī)壓縮且冷卻向所述制冷劑壓縮部供給的所述制冷劑的第二中冷器。
4.按權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的蒸發(fā)氣體再液化裝置，其中，在所述氣體供給管線的所述熱交換部的上游側(cè)具備對液化天然氣噴霧并冷卻所述蒸發(fā)氣體的緩熱器。
5.按權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的蒸發(fā)氣體再液化裝置，其中，所述氣體壓縮部分為兩個(gè)階段。
6.按權(quán)利要求5所述的蒸發(fā)氣體再液化裝置，其中，所述氣體壓縮部的第一階段的壓縮通過作為燃料向鍋爐供給的燃料用壓縮機(jī)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種蒸發(fā)氣體再液化裝置，減小熱負(fù)荷且制成小型且高效率的冷凍循環(huán)部，且對設(shè)備的配置進(jìn)行設(shè)計(jì)，即使在現(xiàn)有的LNG船中也可以設(shè)置。一種蒸發(fā)氣體再液化裝置(1)，其具有液化處理部(5)，該液化處理部具有BOG供給配管(35)、燃料用壓縮機(jī)(33)、BOG輸送配管(39)；冷凍循環(huán)部(3)，其具有凝縮部(17)，該凝縮部(17)將來自制冷劑壓縮機(jī)(9)的制冷劑通過膨脹器(13)進(jìn)一步降溫，冷卻通過BOG輸送配管(39)的BOG，其中，在液化處理部(5)具備BOG預(yù)冷卻器(57)，該BOG預(yù)冷卻器(57)在凝縮部(17)的上游側(cè)在通過BOG輸送配管(39)的BOG和通過BOG供給配管(35)的BOG間進(jìn)行熱交換，在冷凍循環(huán)部(3)具備在凝縮部(17)的下游側(cè)通過膨脹器(13)驅(qū)動(dòng)的增壓壓縮機(jī)(19)和冷卻來自增壓壓縮機(jī)(19)的制冷劑的第二后冷卻器(29)。
文檔編號F25J1/00GK103097237SQ201180032758
公開日2013年5月8日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者岡勝 申請人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社