Судно - RU2715971C2

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к судну и, конкретнее, к судну, включающему в себя систему для повторного сжижения отпарного газа, оставшегося после использования в качестве топлива двигателя среди отпарных газов, образующихся в резервуаре для хранения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В последнее время потребление сжиженного газа, такого как сжиженный природный газ (LNG), быстро растет во всем мире. Поскольку объем сжиженного газа, получаемого путем сжижения газа при низкой температуре, намного меньше объема газа, сжиженный газ имеет преимущество в возможности повышения эффективности хранения и транспортировки. В дополнение, сжиженный газ, включая сжиженный природный газ, может устранять или уменьшать количество загрязнителей воздуха во время процесса сжижения, и в связи с этим может также считаться экологически чистым топливом с меньшим выбросом загрязнителей воздуха во время сгорания.

[0003] Сжиженный природный газ представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, получаемую путем охлаждения и сжижения природного газа на основе метана до температуры, составляющей приблизительно -162 °C, и имеет объем, составляющий приблизительно 1/600 от объема природного газа. В связи с этим для очень эффективной транспортировки природного газа природный газ должен быть сжижен и транспортирован.

[0004] Однако, поскольку температура сжижения природного газа представляет собой криогенную температуру, составляющую -162°C при нормальном давлении, сжиженный природный газ чувствителен к изменению температуры и легко испаряется. В результате резервуар для хранения, хранящий сжиженный природный газ, подвергается процессу теплоизоляции. Однако, поскольку внешнее тепло непрерывно направляется к резервуару для хранения, образуется отпарной газ (BOG), поскольку сжиженный природный газ непрерывно испаряется естественным путем в резервуаре для хранения во время транспортировки сжиженного природного газа. То же самое относится и к другим низкотемпературным сжиженным газам, таким как этан.

[0005] Отпарной газ представляет собой своего рода потерю и представляет собой важную проблему в достижении эффективности транспортировки. В дополнение, если отпарной газ накапливается в резервуаре для хранения, внутреннее давление резервуара может чрезмерно возрастать, и, если внутреннее давление резервуара становится сильнее, резервуар, скорее всего, повредится. Соответственно, изучены различные способы обработки отпарного газа, образующегося в резервуаре для хранения. В последнее время для обработки отпарного газа используются способ повторного сжижения отпарного газа и возврата повторно сжиженного отпарного газа в резервуар для хранения, способ использования отпарного газа в качестве источника энергии для мест потребления топлива, таких как двигатель судна или т.п.

[0006] В качестве способа повторного сжижения отпарного газа существуют способ повторного сжижения отпарного газа путем теплообмена отпарного газа с хладагентом с помощью цикла охлаждения с использованием отдельного хладагента, способ повторного сжижения отпарного газа с помощью самого отпарного газа в качестве хладагента без использования отдельного хладагента или т.п. В частности, система, использующая последний способ, называется системой частичного повторного сжижения (PRS).

[0007] В общем, с другой стороны, в качестве двигателей, которые могут использовать природный газ в качестве топлива, среди двигателей, используемых для судна, существуют двигатели на газовом топливе, такие как двигатель DFDE и двигатель ME-GI.

[0008] Двигатель DFDE принимает цикл Отто, который состоит из четырех ходов и впрыскивает природный газ с относительно низким давлением, составляющим приблизительно 6,5 бар, во впуск воздуха для горения и сжимает природный газ при подъеме поршня.

[0009] Двигатель ME-GI принимает цикл Дизеля, который состоит из двух ходов, и использует цикл Дизеля, который непосредственно впрыскивает природный газ под высоким давлением, составляющим около 300 бар, в камеру сгорания вокруг верхней мертвой точки поршня. В последнее время растет интерес к двигателю ME-GI, который имеет лучшую топливную эффективность и эффективность дожима.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

[0010] Задачей настоящего изобретения является обеспечение судна, включающего в себя систему, способную обеспечивать лучшую производительность повторного сжижения отпарного газа, чем существующая система частичного повторного сжижения.

Техническое решение

[0011] В соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения обеспечено судно, включающее в себя резервуар для хранения, хранящий сжиженный газ, включающее в себя: первый компрессор, который сжимает одну или более частей отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; второй компрессор, который сжимает другую часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; дожимной компрессор, который сжимает часть отпарного газа, который сжимается по меньшей мере одним из первого компрессора и второго компрессора; первый теплообменник, который осуществляет теплообмен отпарного газа, сжимаемого дожимным компрессором, и отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; устройство декомпрессии хладагента, которое расширяет другую часть отпарного газа, который сжимается по меньшей мере одним из первого компрессора и/или второго компрессора; второй теплообменник, который охлаждает посредством текучей среды, расширяемой устройством декомпрессии хладагента, в качестве хладагента отпарной газ, который сжимается дожимным компрессором и осуществляет теплообмен посредством первого теплообменника; дополнительный компрессор, который сжимает хладагент, который проходит через устройство декомпрессии хладагента и второй теплообменник; и первое устройство декомпрессии, которое расширяет текучую среду, которая сжимается дожимным компрессором, а затем охлаждается первым теплообменником и вторым теплообменником, причем дополнительный компрессор приводится в действие с помощью энергии, генерируемой при расширении текучей среды посредством устройства декомпрессии хладагента.

[0012] Дожимной компрессор может сжимать только отпарной газ, сжимаемый первым компрессором, а устройство декомпрессии хладагента может расширять только отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором.

[0013] Дополнительный компрессор может сжимать хладагент, проходящий через второй теплообменник, и направлять сжатый хладагент ко второму компрессору.

[0014] Дополнительный компрессор может сжимать хладагент, проходящий через второй теплообменник, и направлять сжатый хладагент к первому компрессору и второму компрессору.

[0015] Дожимной компрессор может сжимать часть отпарного газа, сжимаемого первым компрессором и вторым компрессором, и устройство декомпрессии хладагента может расширять другую часть отпарного газа, сжимаемого первым компрессором и вторым компрессором.

[0016] Отпарной газ, направляемый ко второму теплообменнику, может в первую очередь проходить через второй теплообменник, расширяться посредством устройства декомпрессии хладагента, а затем направляться обратно ко второму теплообменнику, и текучая среда, которая расширяется посредством устройства декомпрессии хладагента, а затем используется в качестве хладагента в устройстве декомпрессии хладагента, может охлаждать как текучую среду, направляемую ко второму теплообменнику, перед прохождением через устройство декомпрессии хладагента, так и отпарной газ, сжимаемый дожимным компрессором, а затем охлаждаемый первым теплообменником.

[0017] Судно может дополнительно включать в себя газожидкостный сепаратор, который отделяет частично повторно сжиженный газ, проходящий через дожимной компрессор, первый теплообменник, второй теплообменник и первое устройство декомпрессии, и отпарной газ, оставшийся в газовой фазе, причем сжиженный газ, отделенный газожидкостным сепаратором, может быть направлен к резервуару для хранения, а отпарной газ, отделенный газожидкостным сепаратором, может быть направлен к первому теплообменнику.

[0018] Часть отпарного газа, направляемого к дожимному компрессору, может быть ответвлена выше по потоку от дожимного компрессора для подачи к месту потребления топлива.

[0019] Судно может образовывать цикл хладагента замкнутого контура, в котором отпарной газ циркулирует через второй компрессор, устройство декомпрессии хладагента, второй теплообменник и дополнительный компрессор.

[0020] В соответствии с другим примерным вариантом выполнения настоящего изобретения обеспечено судно, включающее в себя резервуар для хранения, хранящий сжиженный газ, включающее в себя: первый компрессор, который сжимает одну или более частей отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; второй компрессор, который сжимает другую часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; дожимной компрессор, который сжимает часть отпарного газа, который сжимается по меньшей мере одним из первого компрессора и второго компрессора; первый теплообменник, который осуществляет теплообмен отпарного газа, сжимаемого дожимным компрессором, и отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; устройство декомпрессии хладагента, которое расширяет другую часть отпарного газа, который сжимается по меньшей мере одним из первого компрессора и второго компрессора; второй теплообменник, который охлаждает посредством текучей среды, расширяемой устройством декомпрессии хладагента, в качестве хладагента отпарной газ, который сжимается дожимным компрессором и осуществляет теплообмен посредством первого теплообменника; дополнительный компрессор, который сжимает хладагент, который проходит через устройство декомпрессии хладагента и второй теплообменник; и первое устройство декомпрессии, которое расширяет текучую среду, которая сжимается дожимным компрессором, а затем охлаждается вторым теплообменником, причем дополнительный компрессор приводится в действие с помощью энергии, генерируемой при расширении текучей среды посредством устройства декомпрессии хладагента.

[0021] В соответствии с другим примерным вариантом выполнения настоящего изобретения обеспечена система обработки отпарного газа судна, включающего в себя резервуар для хранения, хранящий сжиженный газ, включающая в себя: первую линию подачи, вдоль которой часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения, сжимается первым компрессором, а затем направляется к месту потребления топлива; вторую линию подачи, которая ответвлена от первой линии подачи и имеет второй компрессор, установленный на ней, второй компрессор сжимает другую часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; линию возврата, которая ответвлена от первой линии подачи, причем сжимаемый отпарной газ дополнительно сжимается дожимным компрессором, а затем проходит через первый теплообменник, второй теплообменник и устройство декомпрессии хладагента для повторного сжижения; линию рециркуляции, вдоль которой отпарной газ, охлаждаемый путем прохождения через второй теплообменник и устройство декомпрессии хладагента, направляется обратно ко второму теплообменнику для использования в качестве хладагента; и дополнительный компрессор, который устанавливается выше по потоку от второго компрессора для сжатия отпарного газа, причем дополнительный компрессор приводится в действие посредством энергии, генерируемой при расширении текучей среды посредством устройства декомпрессии хладагента, первый теплообменник осуществляет теплообмен и охлаждает отпарной газ, подаваемый вдоль линии возврата после сжатия дожимным компрессором, посредством отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения в качестве хладагента, второй теплообменник осуществляет теплообмен и охлаждает как отпарной газ, подаваемый вдоль линии рециркуляции, так и отпарной газ, подаваемый вдоль линии возврата, посредством отпарного газа, проходящего через устройство декомпрессии хладагента в качестве хладагента.

[0022] Дополнительный компрессор может быть установлен на второй линии подачи.

[0023] Дополнительный компрессор может быть установлен на линии рециркуляции ниже по потоку от устройства декомпрессии хладагента и второго теплообменника.

[0024] Система обработки отпарного газа судна может дополнительно включать в себя первую дополнительную линию, соединяющую линию рециркуляции ниже по потоку от устройства декомпрессии хладагента и второго теплообменника и вторую линию подачи выше по потоку от второго компрессора.

[0025] Может быть образован цикл хладагента замкнутого контура, в котором отпарной газ проходит через дополнительный компрессор, второй компрессор, второй теплообменник, устройство декомпрессии хладагента и второй теплообменник, а затем подается к дополнительному компрессору через первую дополнительную линию.

[0026] Отпарной газ, сжимаемый первым компрессором, и отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором, могут быть соединены, и одна часть этого соединенного отпарного газа может быть повторно сжижена вдоль линии возврата, его другая часть может проходить через второй теплообменник, устройство декомпрессии хладагента и второй теплообменник вдоль линии рециркуляции, а затем может быть выпущена из резервуара для хранения для соединения с текучей средой, проходящей через первый теплообменник, а его оставшаяся часть может быть подана к месту потребления топлива.

[0027] Одна часть отпарного газа, сжимаемого первым компрессором, может быть повторно сжижена вдоль линии возврата, его другая часть может быть подана к месту потребления топлива, и отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором, может проходить через второй теплообменник, устройство декомпрессии хладагента и второй теплообменник вдоль линии рециркуляции, а затем может быть выпущен из резервуара для хранения для соединения с текучей средой, проходящей через первый теплообменник.

[0028] Может быть образован цикл хладагента замкнутого контура, в котором отпарной газ циркулирует через второй компрессор, второй теплообменник, устройство декомпрессии хладагента, второй теплообменник и дополнительный компрессор.

[0029] Система обработки отпарного газа судна может дополнительно включать в себя: вторую дополнительную линию, которая ответвляется от линии рециркуляции ниже по потоку от дополнительного компрессора и соединяется с первой линией подачи выше по потоку от первого компрессора; третью дополнительную линию, которая ответвляется от первой линии подачи ниже по потоку от первого компрессора и соединяется с линией рециркуляции выше по потоку от устройства декомпрессии хладагента и второго теплообменника; и четвертую дополнительную линию, которая ответвляется от второй линии подачи ниже по потоку от второго компрессора и соединяется с линией возврата выше по потоку от дожимного компрессора.

[0030] Система обработки отпарного газа судна может образовывать цикл хладагента замкнутого контура, в котором отпарной газ сжимается вторым компрессором, а затем проходит через второй теплообменник, устройство декомпрессии хладагента, второй теплообменник и дополнительный компрессор вдоль линии рециркуляции и подается ко второму компрессору.

[0031] Система обработки отпарного газа судна может образовывать цикл хладагента замкнутого контура, в котором отпарной газ сжимается первым компрессором, а затем подается ко второму теплообменнику вдоль третьей дополнительной линии и линии рециркуляции и проходит через устройство декомпрессии хладагента, второй теплообменник и дополнительный компрессор и подается обратно к первому компрессору вдоль второй дополнительной линии.

[0032] В соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения обеспечен способ, включающий в себя этапы, на которых: разветвляют отпарной газ, выпускаемый из резервуара для хранения сжиженного газа, на два потока и сжимают один поток ответвленного отпарного газа посредством первого компрессора, а другой поток посредством второго компрессора, дополнительно сжимают и повторно сжижают отпарной газ, который сжимается посредством первого компрессора, посредством дожимного компрессора, а затем возвращают повторно сжиженный отпарной газ в резервуар для хранения; осуществляют циркуляцию отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором через цикл хладагента, для использования отпарного газа, сжимаемого первым компрессором, в качестве хладагента; и сжимают текучую среду, циркулирующую через цикл хладагента, посредством дожимного компрессора, а затем подают сжатую текучую среду ко второму компрессору.

Полезные эффекты

[0033] По сравнению с существующей системой частичного повторного сжижения (PRS) настоящее изобретение может повышать эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа, поскольку отпарной газ декомпрессируется после прохождения процесса дополнительного охлаждения с помощью второго теплообменника. В частности, большая часть или весь оставшийся отпарной газ может быть повторно сжижен, не используя цикл охлаждения, а используя отдельный хладагент, и в связи с этим повышая экономическую эффективность.

[0034] Дополнительно, в соответствии с настоящим изобретением возможно гибко управлять расходом потока хладагента и подачей тепла, выделяемого при охлаждении, в соответствии с выпускаемым количеством отпарного газа, нагрузкой на двигатель в зависимости от рабочей скорости судна и т.п.

[0035] В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения возможно внести вклад в обеспечение пространства на корабле и сэкономить на стоимости дополнительной установки компрессора, повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа, используя уже обеспеченный дополнительный компрессор. В частности, второй теплообменник может использовать не только отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором, но и отпарной газ, сжимаемый основным компрессором, в качестве хладагента для увеличения расхода потока отпарного газа, используемого в качестве хладагента в теплообменнике хладагента, таким образом, еще больше повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа.

[0036] В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения, поскольку масса текучей среды, используемой в качестве хладагента во втором теплообменнике после сжатия вторым компрессором, больше, эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа во втором теплообменнике могут быть повышены, и энергия, производимая устройством декомпрессии хладагента, может быть использована.

[0037] В соответствии с настоящим изобретением давление отпарного газа, подвергающегося процессу повторного сжижения, может быть увеличено за счет дополнительно включенного дожимного компрессора, таким образом, дополнительно повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0038] Фиг. 1 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую существующую систему частичного повторного сжижения.

[0039] Фиг. 2 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения.

[0040] Фиг. 3 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения.

[0041] Фиг. 4 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии с третьим вариантом выполнения настоящего изобретения.

[0042] Фиг. 5 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии с четвертым вариантом выполнения настоящего изобретения.

[0043] Фиг. 6 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения.

[0044] Фиг. 7 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии с шестым вариантом выполнения настоящего изобретения.

[0045] Фиг. 8 представляет собой график, схематически иллюстрирующий изменение фазы метана в зависимости от температуры и давления.

[0046] Фиг. 9A и 9B представляют собой графики, показывающие значения температуры метана в зависимости от теплового потока при различных давлениях.

Наилучший вариант выполнения

[0047] Далее со ссылкой на сопровождающие чертежи будут описаны конфигурации и эффекты примерных вариантов выполнения настоящего изобретения. Настоящее изобретение может по-разному применяться к судам, таким как судно, оборудованное двигателем, использующим природный газ в качестве топлива, и судно, включающее в себя резервуар для хранения сжиженного газа. В дополнение, следующие далее варианты выполнения могут быть изменены в различных формах, и в связи с этим технический объем настоящего изобретения не ограничен следующими далее вариантами выполнения.

[0048] Системы обработки отпарного газа настоящего изобретения, описываемые ниже, могут быть применены к морским сооружениям, таким как LNG FPSO и LNG FSRU, в дополнение ко всем типам судов и морских сооружений, оборудованных резервуаром для хранения, способным хранить низкотемпературный жидкий груз или сжиженный газ, т.е. судов, таких как судно для перевозки сжиженного природного газа, судно для перевозки сжиженного этана и LNG RV. Однако для удобства объяснения следующие далее варианты выполнения будут описывать, в качестве примера, сжиженный природный газ, который представляет собой типичный низкотемпературный жидкий груз.

[0049] Дополнительно, текучая среда на каждой линии настоящего изобретения может находиться в любом состоянии из жидкой фазы, газожидкостного смешанного состояния, газовой фазы и состояния сверхкритической текучей среды в зависимости от рабочих условий системы.

[0050]

[0051] Фиг. 1 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую существующую систему частичного повторного сжижения.

[0052] Со ссылкой на Фиг. 1 в обычной системе частичного повторного сжижения отпарной газ, образующийся и выпускаемый из резервуара для хранения, хранящего жидкий груз, направляется вдоль трубы и сжимается компрессором 10 отпарного газа.

[0053] Резервуар T для хранения обеспечен уплотнительным и теплоизоляционным барьером, чтобы иметь возможность хранить сжиженный газ, такой как сжиженный природный газ, при криогенной температуре. Однако уплотнительный и теплоизоляционный барьер не может полностью изолировать тепло, передаваемое снаружи. В связи с этим сжиженный газ непрерывно испаряется в резервуаре для хранения, поэтому внутреннее давление резервуара для хранения может быть увеличено. Соответственно, для предотвращения чрезмерного увеличения давления резервуара из-за отпарного газа и поддержания внутреннего давления резервуара на соответствующем уровне отпарной газ в резервуаре для хранения выпускается, а затем подается к компрессору 10 отпарного газа.

[0054] Когда отпарной газ, выпускаемый из резервуара для хранения и сжимаемый компрессором 10 отпарного газа, называется первым потоком, первый поток сжимаемого отпарного газа делится на второй поток и третий поток, и второй поток может быть образован для сжижения, а затем возвращения в резервуар T для хранения, а третий поток может быть образован для подачи к местам потребления газового топлива, таким как ускорительный двигатель и двигатель выработки электроэнергии на судне. В этом случае компрессор 10 отпарного газа может сжимать отпарной газ до давления подачи места потребления топлива, а второй поток может быть ответвлен через весь или часть компрессора отпарного газа, если необходимо. Весь отпарной газ, сжимаемый как третий поток, также может быть подан в соответствии с количеством топлива, требуемым для места потребления топлива, и весь сжимаемый отпарной газ может возвращаться в резервуар для хранения путем подачи всего количества сжатого отпарного газа как второго потока. Пример мест потребления газового топлива может включать в себя генератор DF, газовую турбину, DFDE и т.п. в дополнение к двигателю с впрыском газа высокого давления (например, двигатели ME-GI, разрабатываемые MDT Co., и т.д.) и двигателям с впрыском газа низкого давления (например, двухтопливный двигатель поколения X (двигатель X-DF) от Wartsila Co.).

[0055] В настоящее время теплообменник 20 обеспечен для сжижения второго потока сжимаемого отпарного газа. Отпарной газ, образующийся из резервуара для хранения, используется в качестве источника подачи тепла, выделяемого при охлаждении, сжимаемого отпарного газа. Сжимаемый отпарной газ, то есть второй поток, температура которого повышается при сжатии компрессором отпарного газа при прохождении через теплообменник 20, охлаждается, а отпарной газ, образующийся из резервуара для хранения и вводимый в теплообменник 20, нагревается, а затем подается к компрессору отпарного газа 10.

[0056] Поскольку расход потока предварительно сжимаемого отпарного газа больше, чем у второго потока, второй поток сжимаемого отпарного газа может быть по меньшей мере частично сжижен путем приема тепла, выделяемого при охлаждении, от предварительного сжимаемого отпарного газа. Как описано выше, теплообменник осуществляет теплообмен низкотемпературного отпарного газа сразу после выпуска из резервуара для хранения с отпарным газом высокого давления, сжимаемым компрессором отпарного газа, для сжижения отпарного газа высокого давления.

[0057] Отпарной газ второго потока, проходящего через теплообменник 20, дополнительно охлаждается при декомпрессии путем прохождения через расширительное средство 30, такое как расширительный клапан или детандер, а затем подается к газожидкостному сепаратору 40. Газожидкостный сепаратор 40 разделяет сжиженный отпарной газ на газовые и жидкие компоненты. Жидкий компонент, то есть сжиженный природный газ, возвращается в резервуар для хранения, а газовый компонент, то есть отпарной газ, выпускается из резервуара для хранения для соединения с потоком отпарного газа, подаваемым к теплообменнику 20 и компрессору 10 отпарного газа, а затем подается обратно к теплообменнику 20 для использования в качестве источника подачи тепла, выделяемого при охлаждении, который осуществляет теплообмен отпарного газа высокого давления, сжимаемого компрессором 10 отпарного газа. Разумеется, отпарной газ может быть направлен к блоку сжигания газа (GCU) или т.п. для сжигания или может быть направлен к месту потребления газа (включая газовый двигатель) для потребления. Дополнительно может быть обеспечено другое расширительное средство 50 для дополнительной декомпрессии газа, отделяемого газожидкостным сепаратором, до соединения с потоком отпарного газа.

[0058]

[0059] Фиг. 2 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения.

[0060] Со ссылкой на Фиг. 2 система настоящего варианта выполнения включает в себя побудитель 300a циркуляции хладагента, к которому подается отпарной газ, образующийся из низкотемпературного жидкого груза, хранящегося в резервуаре для хранения, и который осуществляет циркуляцию отпарного газа в качестве хладагента.

[0061] С этой целью система включает в себя линию CSLa подачи хладагента, которая подает отпарной газ из резервуара для хранения к побудителю 300a циркуляции хладагента. Линия подачи хладагента обеспечена клапаном 400a для перекрытия линии CSLa подачи хладагента, если подано достаточное количество отпарного газа, который может циркулировать через побудитель циркуляции хладагента, так, что побудитель 300a циркуляции хладагента работает как замкнутый контур.

[0062] Подобно вышеописанному основному варианту выполнения даже в первом измененном варианте выполнения также обеспечен первый компрессор 100a для сжатия отпарного газа, образующегося из низкотемпературного жидкого груза в резервуаре T для хранения. Отпарной газ, образующийся из резервуара для хранения, вводится в первый компрессор 100a вдоль линии BLa подачи отпарного газа.

[0063] Резервуар (T) для хранения настоящего варианта выполнения может представлять собой резервуар независимого типа, в котором нагрузка от жидкого груза непосредственно не прикладывается к теплоизоляционному слою, или резервуар мембранного типа, в котором нагрузка от груза непосредственно прикладывается к теплоизоляционному слою. Резервуар независимого типа может использоваться как емкость под давлением, которая выполнена с возможностью выдерживать давление 2 бара или более.

[0064] При этом в настоящем варианте выполнения показана только линия для повторного сжижения отпарного газа. Однако отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 100а, может быть подан как топливо к месту потребления топлива, включающему в себя ускорительный двигатель и двигатель выработки электроэнергии судна или морского сооружения, и не может быть никакого повторно сжиженного отпарного газа, когда на месте потребления топлива может потребляться все количество отпарного газа. Когда судно стоит на якоре, имеется небольшое или вообще отсутствует потребление газового топлива, все количество отпарного газа также может быть подано к линии RLa повторного сжижения.

[0065] Сжатый отпарной газ подается к первому теплообменнику 200a вдоль линии RLa повторного сжижения отпарного газа. Первый теплообменник 200a обеспечен на линии RLa повторного сжижения отпарного газа и линии BLa подачи отпарного газа для обмена теплом между отпарным газом, вводимым в первый компрессор 100a, и отпарным газом, сжимаемым по меньшей мере частью первого компрессора 100а. Отпарной газ, температура которого повышается во время сжатия, охлаждается через теплообмен с низкотемпературным отпарным газом, который образуется из резервуара для хранения и должен быть введен в первый компрессор 100a.

[0066] Ниже по потоку от первого теплообменника 200a обеспечен второй теплообменник 500a. Отпарной газ, который сжимается, а затем осуществляет теплообмен с помощью первого теплообменника 200a, дополнительно охлаждается путем теплообмена с отпарным газом, который циркулирует через побудитель 300a циркуляции хладагента.

[0067] Побудитель 300a циркуляции хладагента включает в себя компрессор 310a хладагента, который сжимает отпарной газ, подаваемый из резервуара для хранения, первый охладитель 320a, который охлаждает отпарной газ, сжимаемый компрессором хладагента, и устройство 330a декомпрессии хладагента, которое декомпрессирует и дополнительно охлаждает отпарной газ, охлаждаемый первым охладителем 320a. Устройство 330a декомпрессии хладагента может представлять собой расширительный клапан или детандер, который адиабатически расширяет и охлаждает отпарной газ.

[0068] Отпарной газ, охлаждаемый устройством 330a декомпрессии хладагента, подается в качестве хладагента ко второму теплообменнику 500a вдоль линии CCLa циркуляции хладагента. Второй теплообменник 500a охлаждает отпарной газ путем теплообмена с отпарным газом, подаваемым через первый теплообменник 200a. Отпарной газ линии CCLa циркуляции хладагента, проходящий через второй теплообменник 500a, циркулирует через компрессор 310a хладагента и циркулирует через линию циркуляции хладагента при выполнении вышеописанных процессов сжатия и охлаждения.

[0069] При этом отпарной газ линии RLa повторного сжижения отпарного газа, охлаждаемый вторым теплообменником 500a, декомпрессируется первым устройством 600a декомпрессии. Первое устройство 600a декомпрессии может представлять собой расширительный клапан, такой как клапан Джоуля-Томсона, или детандер.

[0070] Сжатый отпарной газ разделяется на газ и жидкость при подаче к газожидкостному сепаратору 700a ниже по потоку от первого устройства 600a декомпрессии, и жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 700a, то есть сжиженный природный газ, подается в резервуар T для хранения и снова хранится.

[0071] Газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 700a, то есть отпарной газ, дополнительно декомпрессируется вторым устройством 800a декомпрессии и соединяется с потоком отпарного газа, вводимого в первый теплообменник 200a из резервуара T для хранения, или подается к первому теплообменнику 200a для использования в качестве источника подачи тепла, выделяемого при охлаждении, который осуществляет теплообмен отпарного газа высокого давления, сжимаемого первым компрессором 100a. Разумеется, отпарной газ может быть направлен к блоку сжигания газа (GCU) или т.п. для сжигания или может быть направлен к месту потребления топлива (включая газовый двигатель) для потребления.

[0072]

[0073] Фиг. 3 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения.

[0074] Со ссылкой на Фиг. 3 в соответствии с настоящим вариантом выполнения в побудителе 300b циркуляции хладагента отпарной газ, который должен быть введен в устройство 330b декомпрессии хладагента из первого охладителя 320b, охлаждается путем теплообмена с отпарным газом, декомпрессируемым устройством 330b декомпрессии хладагента, а затем подается к устройству 330b декомпрессии хладагента.

[0075] Поскольку отпарной газ охлаждается при декомпрессии устройством 330b декомпрессии хладагента, отпарной газ ниже по потоку от устройства декомпрессии хладагента имеет температуру ниже, чем у отпарного газа выше по потоку от устройства декомпрессии хладагента. В этом отношении в соответствии с настоящим вариантом выполнения отпарной газ выше по потоку от устройства декомпрессии хладагента охлаждается путем теплообмена с отпарным газом ниже по потоку от устройства декомпрессии хладагента, а затем вводится в устройство декомпрессии. С этой целью, как проиллюстрировано на Фиг. 3, отпарной газ выше по потоку от устройства 330b декомпрессии хладагента может быть подан ко второму теплообменнику 500b (участок A на Фиг. 3). Если необходимо, может быть дополнительно обеспечено отдельное устройство теплообмена, которое может осуществлять теплообмен между отпарными газами выше по потоку от и после устройства декомпрессии хладагента.

[0076] Как описано выше, система настоящих вариантов выполнения может повторно сжижать и хранить отпарной газ, образующийся из резервуара для хранения жидкого груза, таким образом, увеличивая скорость транспортировки жидкого груза. В частности, даже если величина потребления топлива в местах потребления газа на судне является небольшой, газ может сжигаться блоком сжигания газа (GCU) или т.п. для предотвращения повышения давления резервуара для хранения, чтобы уменьшить или исключить потери груза, таким образом, предотвращая потери энергии.

[0077] В дополнение, отпарной газ циркулирует в качестве хладагента для использования в качестве источника тепла, выделяемого при охлаждении, для повторного сжижения, таким образом, эффективно повторно сжижая отпарной газ, не выполняя отдельный цикл хладагента, и отдельный хладагент не должен подаваться, чтобы способствовать обеспечению пространства на судне и повышению экономической эффективности. В дополнение, если хладагента недостаточно в цикле хладагента, хладагент может быть пополнен из резервуара для хранения для постепенного пополнения, и цикл хладагента может эффективно функционировать.

[0078] Как описано выше, отпарной газ может быть повторно сжижен, используя тепло, выделяемое при охлаждении, самого отпарного газа в несколько этапов так, что конфигурация системы для обработки отпарного газа на судне может быть упрощена, и затраты, требуемые для установки и работы устройства для сложной обработки отпарного газа, могут быть сохранены.

[0079]

[0080] Фиг. 4 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии с третьим вариантом выполнения настоящего изобретения.

[0081] Со ссылкой на Фиг. 4, судно настоящего варианта выполнения включает в себя: первый теплообменник 110, который устанавливается ниже по потоку от резервуара T для хранения; первый компрессор 120 и второй компрессор 122, которые устанавливаются ниже по потоку от первого теплообменника 110 для сжатия отпарного газа, выпускаемого из резервуара T для хранения; первый охладитель 130, который понижает температуру отпарного газа, сжимаемого первым компрессором 120; второй охладитель 132, который понижает температуру отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором 122; первый клапан 191, который устанавливается выше по потоку от первого компрессора 120; второй клапан 192, который устанавливается ниже по потоку от первого охладителя 130; третий клапан 193, который устанавливается выше по потоку от второго компрессора 122; четвертый клапан 194, который устанавливается ниже по потоку от второго охладителя 132; второй теплообменник 140, который дополнительно охлаждает отпарной газ, охлаждаемый первым теплообменником 110; устройство 160 декомпрессии хладагента, которое расширяет отпарной газ, проходящий через второй теплообменник 140, а затем направляет расширенный отпарной газ обратно ко второму теплообменнику 140; и первое устройство 150 декомпрессии, которое расширяет отпарной газ, дополнительно охлаждаемый вторым теплообменником 140.

[0082] Отпарной газ, который естественным образом образуется из резервуара Т для хранения, а затем выпускается, подается к месту 180 потребления топлива вдоль первой линии L1 подачи. Первый теплообменник 110 устанавливается на первой линии L1 подачи и восстанавливает тепло, выделяемое при охлаждении, от отпарного газа сразу после выпуска из резервуара T для хранения. Судно настоящего варианта выполнения может дополнительно включать в себя одиннадцатый клапан 203, который устанавливается выше по потоку от места 180 потребления топлива для управления расходом потока отпарного газа, направляемого к месту 180 потребления топлива, и своим открытием/закрытием.

[0083] Первый теплообменник 110 снабжается отпарным газом, выпускаемым из резервуара T для хранения, и использует отпарной газ, подаваемый к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата, в качестве хладагента. Пятый клапан 195, который управляет расходом потока отпарного газа и своим открытием/закрытием, может быть установлен на линии L3 возврата.

[0084] Первый компрессор 120 и второй компрессор 122 сжимает отпарной газ, проходящий через первый теплообменник 110. Первый компрессор 120 устанавливается на первой линии L1 подачи, а второй компрессор 122 устанавливается на второй линии L2 подачи. Вторая линия L2 подачи ответвляется от первой линии L1 подачи выше по потоку от первого компрессора 120 и соединяется с первой линией L1 подачи ниже по потоку от первого компрессора 120. В дополнение, первый компрессор 120 и второй компрессор 122 устанавливаются параллельно и могут иметь одинаковую производительность.

[0085] В общем судно дополнительно обеспечено вторым компрессором 122 и вторым охладителем 132 для подготовки к случаю, когда первый компрессор 120 и первый охладитель 130 выйдут из строя. В общем второй компрессор 122 и второй охладитель 132 не используются в обычное время, когда первый компрессор 120 или первый охладитель 130 не выходит из строя.

[0086] То есть обычно в обычное время, когда первый компрессор 120 или первый охладитель 130 не выходит из строя, третий клапан 193 выше по потоку от второго компрессора 122 и четвертый клапан 194 ниже по потоку от второго охладителя 132 закрыты так, что отпарной газ подается к месту 180 потребления топлива через первый компрессор 120 и первый охладитель 130, а когда первый компрессор 120 или первый охладитель 130 выходит из строя, третий клапан 193 выше по потоку от второго компрессора 122 и четвертый клапан 194 ниже по потоку от второго охладителя 132 открыты, и первый клапан 191 выше по потоку от первого компрессором 120 и второй клапан 192 ниже по потоку от первого охладителя 130 закрыты так, что отпарной газ подается к месту 180 потребления топлива через второй компрессор 122 и второй охладитель 132.

[0087] Настоящее изобретение заключается в повышении эффективности повторного сжижения отпарного газа и количества повторно сжиженного отпарного газа с использованием второго компрессора 122 и второго охладителя 132, которые не используются, даже если они установлены на существующем судне, и направляет часть отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором 122, к месту 180 потребления топлива и использует другую часть отпарного газа в качестве хладагента, который дополнительно охлаждает отпарной газ во втором теплообменнике 140.

[0088] Фиг. 8 представляет собой график, схематически иллюстрирующий изменение фазы метана в зависимости от температуры и давления. Со ссылкой на Фиг. 8 метан переходит в состояние сверхкритической текучей среды при температуре, составляющей приблизительно -80 °C или выше, и давлении, составляющем приблизительно 55 бар или выше. То есть в случае метана критическая точка составляет приблизительно -80°C и 55 бар. Состояние сверхкритической текучей среды представляет собой третье состояние, отличающееся от жидкой фазы или газовой фазы.

[0089] С другой стороны, если состояния сверхкритической текучей среды имеют температуру ниже критической точки при давлении, равном или превышающем критическую точку, он также может находиться в состоянии, подобном сверхкритическому состоянию, в котором плотность является высокой, в отличие от обычной жидкой фазы. Здесь состояние отпарного газа, имеющего давление, равное или превышающее критическую точку, и температуру, равную или ниже критической точки, называется «жидкой фазой высокого давления».

[0090] Отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120 или вторым компрессором 122, может находиться в газообразном состоянии или в состоянии сверхкритической текучей среды в зависимости от того, сколько отпарного газа сжато.

[0091] Когда отпарной газ, направляемый к первому теплообменнику 110 через линию L3 возврата, находится в газовой фазе, температура отпарного газа понижается при прохождении отпарного газа через первый теплообменник,110, и, таким образом, отпарной газ может находиться в смешанном состоянии жидкости и газа. В случае состояния сверхкритической текучей среды температура отпарного газа понижается, в то время как отпарной газ проходит через первый теплообменник 110, и, таким образом, отпарной газ может находиться в «жидкой фазе высокого давления».

[0092] Температура отпарного газа, охлаждаемого первым теплообменником 110, понижается дальше, в то время как отпарной газ проходит через второй теплообменник 140. Когда отпарной газ, проходящий через первый теплообменник 110, находится в смешанном состоянии жидкости и газа, температура отпарного газа понижается дальше, в то время как отпарной газ проходит через второй теплообменник 140, и, таким образом, отпарной газ переходит в смешанное состояние, в котором соотношение жидкости выше, или переходит в жидкую фазу, и в случае «жидкой фазы высокого давления» температура отпарного газа понижается дальше, в то время как отпарной газ проходит через второй теплообменник 140.

[0093] Дополнительно, даже если отпарной газ, который проходит через второй теплообменник 140, находится в «жидкой фазе высокого давления», давление отпарного газа понижается, в то время как отпарной газ проходит через первое устройство 150 декомпрессии, и, таким образом, давление отпарного газа становится низким в жидкой фазе или смешанном состоянии жидкости и газа.

[0094] Следует понимать, что даже если давление отпарного газа понижается до того же уровня (P на Фиг. 8) с помощью первого устройства 150 декомпрессии, отпарной газ переходит в смешанное состояние, в котором соотношение жидкости выше в случае, когда отпарной газ декомпрессируется при более высокой температуре (X→X' на Фиг. 8), чем в случае, когда отпарной газ декомпрессируется при более низкой температуре (Y→Y' на Фиг. 8). Дополнительно, следует понимать, что, если температура может быть понижена дальше, теоретически отпарной газ может быть повторно сжижен на 100% (Z→Z' на Фиг. 8). В связи с этим, если отпарной газ снова охлаждается вторым теплообменником 140 перед прохождением через первое устройство 150 декомпрессии, эффективность повторного сжижения и количество повторного сжиженного газа могут быть повышены.

[0095] Со ссылкой на Фиг. 4 по сравнению с первым и вторым вариантами выполнения, в которых побудители 300a и 300b циркуляции хладагента для дополнительного охлаждения отпарного газа выполнены в виде замкнутого контура, настоящий вариант выполнения отличается от первого и второго вариантов выполнения тем, что цикл хладагента выполнен в виде разомкнутого контура.

[0096] В первом и втором вариантах выполнения побудители 300a и 300b циркуляции хладагента выполнены в виде замкнутого контура, и, таким образом, отпарной газ, сжимаемый компрессорами 310a и 310b хладагента, используется только в качестве хладагента во вторых теплообменниках 500a и 500b, но не может быть направлен к месту потребления топлива или не может подвергнуться процессу повторного сжижения.

[0097] С другой стороны, в настоящем варианте выполнения цикл хладагента выполнен в виде разомкнутого контура, и, таким образом, отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 122, соединяется с отпарным газом, сжимаемым первым компрессором 120, а затем часть соединенного отпарного газа направляется к месту 180 потребления топлива, его другая часть используется в качестве хладагента во втором теплообменнике 140 вдоль линии L5 рециркуляции, а его оставшаяся часть подвергается процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата.

[0098] Линия L5 рециркуляции представляет собой линию, которая ответвляется от первой линии L1 подачи ниже по потоку от первого компрессора 120 и соединяется с первой линией L1 подачи выше по потоку от первого компрессора 120. Шестой клапан 196, который управляет расходом потока отпарного газа и своим открытием/закрытием, может быть установлен на линии L5 рециркуляции, вдоль которой отпарной газ, ответвленный от первой линии L1 подачи, направляется ко второму теплообменнику 140.

[0099] По сравнению с первым и вторым вариантами выполнения, в которых цикл хладагента выполнен в виде замкнутого контура, настоящий вариант выполнения, в котором цикл хладагента выполнен в виде разомкнутого контура, значительно отличается от первого и второго вариантов выполнения тем, что нижняя по потоку линия первого компрессора 120 и нижняя по потоку линия второго компрессора 122 соединены. То есть в настоящем варианте выполнения вторая линия L2 подачи ниже по потоку от второго компрессора 122 соединяется с первой линией L1 подачи ниже по потоку от первого компрессора 120, и, таким образом, отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 122, соединяется с отпарным газом, сжимаемым первым компрессором 120, а затем направляемым ко второму теплообменнику 140, месту 180 потребления топлива или первому теплообменнику 110. Настоящий вариант выполнения включает в себя все другие модификации, в которых соединены нижняя по потоку линия первого компрессора 120 и нижняя по потоку линия второго компрессора 122.

[00100] В связи с этим в соответствии с настоящим вариантом выполнения при увеличении требуемого количества отпарного газа для места 180 потребления топлива, например, при увеличении рабочей скорости судна, отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 122, а также отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120, могут быть направлены к месту 180 потребления топлива.

[00101] Однако в общем, поскольку первый компрессор 120 и второй компрессор 122 выполнены так, чтобы иметь производительность, приблизительно в 1,2 раза превышающую количество отпарного газа, требуемое в месте 180 потребления топлива, случай, когда к месту 180 потребления топлива направляется количество отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором 122, превышающее производительность первого компрессора 120, происходит редко. Точнее, поскольку отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, полностью не потребляется в месте 181 потребления топлива, и в связи с этим количество повторно сжижаемого отпарного газа увеличивается, случай, когда требуется большое количество хладагента для повторного сжижения большого количества отпарного газа, является более частым.

[00102] В соответствии с настоящим вариантом выполнения, поскольку не только отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120, но и отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 122, могут использоваться в качестве хладагента для теплообмена во втором теплообменнике 140, отпарной газ, подаваемый ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L3 возврата после прохождения через первый теплообменник 110, может быть охлажден до более низкой температуры с использованием большего количества хладагента, и общая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа могут быть увеличены. Теоретически возможно повторно сжижение на 100%.

[00103] В общем при определении производительности компрессоров 120 и 122, обеспечиваемых на судне, рассматриваются как производительность, требуемая для подачи отпарного газа к месту 180 потребления топлива, так и производительность, требуемая для повторного сжижения отпарного газа, оставшегося не полностью потребленным в месте 180 потребления топлива. В соответствии с настоящим вариантом выполнения, поскольку количество повторно сжиженного отпарного газа может быть увеличено, используя второй компрессор 122, производительность, требуемая для повторного сжижения, может быть уменьшена, и, таким образом, могут быть обеспечены компрессоры 120 и 122 небольшой производительности. Уменьшение производительности компрессора может сэкономить как расходы на установку оборудования, так и эксплуатационные расходы.

[00104] В настоящем варианте выполнения в обычное время, когда первый компрессор 120 или первый охладитель 130 не выходит из строя, не только первый клапан 191 и второй клапан 192, но и третий клапан 193 и четвертый клапан 194 открываются так, что все из первого компрессора 120, первого охладителя 130, второго компрессора 122 и второго охладителя 132 работают, а когда первый компрессор 120 или первый охладитель 130 выходит из строя, увеличение эффективности повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа прекращается, и первый клапан 191 и второй клапан 192 закрываются так, что система работает только на отпарном газе, проходящем через второй компрессор 122 и второй компрессор 132.

[00105] Для удобства объяснения описано, что первый компрессор 120 и первый охладитель 130 выполняют основную роль, а второй компрессор 122 и второй охладитель 132 выполняют вспомогательную роль. Однако первый компрессор 120 и второй компрессор 122 и первый охладитель 130 и второй охладитель 132 выполняют одну и ту же роль. По меньшей мере по два компрессора и охладителя, которые выполняют одну и ту же роль, устанавливаются на одном судне, и в связи с этим, когда какой-либо из двух компрессоров выходит из строя, может использоваться другой неповрежденный компрессор, что может удовлетворять концепции избыточности. Далее применяется приведенное выше описание.

[00106] В связи с этим как в случае, когда первый компрессор 120 или первый охладитель 130 выходит из строя, так и в случае, когда второй компрессор 122 или второй охладитель 132 выходит из строя, увеличение эффективности повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа прекращается, и третий клапан 193 и четвертый клапан 194 закрываются так, что система работает только на отпарном газе, проходящем через первый компрессор 120 и первый охладитель 130.

[00107] С другой стороны, когда судно эксплуатируется на высокой скорости, достаточной, чтобы большая часть или весь отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, мог использоваться в качестве топлива для места 180 потребления топлива, должно быть сжижено небольшое количество отпарного газа, или вообще отсутствует отпарной газ, который должен быть повторно сжижен. Соответственно, когда корабль эксплуатируется на высокой скорости, только один из первого компрессора 120 и второго компрессора 122 может функционировать.

[00108] Первый компрессор 120 и второй компрессор 122 могут сжимать отпарной газ до давления, требуемого местом 180 потребления топлива. Место 180 потребления топлива может представлять собой двигатель, генератор или т.п., которые работают на отпарном газе в качестве топлива. Например, если место 180 потребления топлива представляет собой ускорительный двигатель для судна, первый компрессор 120 и второй компрессор 122 могут сжимать отпарной газ до давления, составляющего приблизительно от 10 до 100 бар.

[00109] В дополнение, первый компрессор 120 и второй компрессор 122 также могут сжимать отпарной газ до давления, составляющего приблизительно от 150 бар до 400 бар, когда место 180 потребления топлива представляет собой двигатель ME-GI, и, когда место 180 потребления топлива представляет собой DFDE, отпарной газ может быть сжат до давления, составляющего приблизительно 6,5 бар, и, когда место 180 потребления топлива представляет собой двигатель X-DF, отпарной газ может быть сжат до давления, составляющего приблизительно 16 бар.

[00110] Место 180 потребления топлива также может включать в себя различные виды двигателей. Например, когда место 180 потребления топлива включает в себя двигатель X-DF и DFDE, первый компрессор 120 и второй компрессор 122 могут сжимать отпарной газ до давления, требуемого двигателем X-DF, и устройство декомпрессии устанавливается выше по потоку от DFDE для понижения части отпарного газа, сжимаемого при давлении, требуемом двигателем X-DF, до давления, требуемого DFDE, а затем подачи сжатого отпарного газа к DFDE.

[00111] В дополнение, чтобы увеличить эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа в первом теплообменнике 110 и втором теплообменнике 140, первый компрессор 120 или второй компрессор 122 сжимает отпарной газ так, что давление отпарного газа превышает давление, требуемое местом 180 потребления топлива, и устройство декомпрессии устанавливается выше по потоку от места 180 потребления топлива для понижения давления сжимаемого отпарного газа для превышения давления, требуемого местом 180 потребления топлива, до давления, требуемого местом 180 потребления топлива, а затем подачи сжатого отпарного газа к месту 180 потребления топлива.

[00112] При этом каждый из первого компрессора 120 и второго компрессора 122 может представлять собой многоступенчатый компрессор. Фиг. 4 иллюстрирует то, что один компрессор 120 или 122 сжимает отпарной газ до давления, требуемого местом 180 потребления топлива, но, когда первый компрессор 120 и второй компрессор 122 представляют собой многоступенчатые компрессоры, множество цилиндров сжатия могут сжимать отпарной газ в несколько раз до давления, требуемого местом 180 потребления топлива.

[00113] Когда первый компрессор 120 и второй компрессор 122 представляют собой многоступенчатые компрессоры, множество цилиндров сжатия могут быть последовательно обеспечены в первом компрессоре 120 и втором компрессоре 122, и каждый из множества охладителей может быть обеспечен ниже по потоку от множества цилиндров сжатия.

[00114] Первый охладитель 130 настоящего варианта выполнения устанавливается ниже по потоку от первого компрессора 120 для охлаждения отпарного газа, который сжимается первым компрессором 120 и имеет повышенное давление и температуру. Второй охладитель 132 настоящего варианта выполнения устанавливается ниже по потоку от второго компрессора 122 для охлаждения отпарного газа, который сжимается вторым компрессором 122 и имеет повышенное давление и температуру. Первый охладитель 130 и второй охладитель 132 могут охлаждать отпарной газ путем теплообмена с морской водой, пресной водой или воздухом, вводимым снаружи.

[00115] Второй теплообменник 140 настоящего варианта выполнения дополнительно охлаждает отпарной газ, который охлаждается первым теплообменником 110, а затем подается ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L3 возврата. Устройство 160 декомпрессии хладагента настоящего варианта выполнения расширяет отпарной газ, который проходит через второй теплообменник 140, а затем направляет расширенный отпарной газ обратно ко второму теплообменнику 140.

[00116] То есть второй теплообменник 140 расширяет отпарной газ, который проходит через первый теплообменник 110, а затем подается ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L3 возврата, и выполняет теплообмен с помощью хладагента для дополнительного охлаждения отпарного газа, расширяемого устройством 160 декомпрессии хладагента.

[00117] Устройство 160 декомпрессии хладагента настоящего варианта выполнения может относиться к различным средствам для понижения давления текучей среды, и состояние текучей среды непосредственно перед прохождением через устройство 160 декомпрессии хладагента и состояние текучей среды сразу после прохождения через устройство 160 декомпрессии хладагента могут быть изменены в зависимости от рабочего состояния системы. Однако, когда устройство 160 декомпрессии хладагента представляет собой детандер, чтобы предотвращать физическое повреждение устройства 160 декомпрессии хладагента, текучая среда непосредственно перед прохождением через устройство 160 декомпрессии хладагента и текучая среда сразу после прохождения через устройство 160 декомпрессии хладагента предпочтительно поддерживаются в газовой фазе. Далее применяется приведенное выше описание.

[00118] Посредством отпарного газа, используемого в качестве хладагента для теплообмена во втором теплообменнике 140 после прохождения через устройство 160 декомпрессии хладагента, после того, как отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120, соединяется с отпарным газом, сжимаемым вторым компрессором 122, часть соединенного отпарного газа подается ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции и охлаждается путем теплообмена с отпарным газом, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента, во втором теплообменнике 140 с помощью хладагента, а затем подается к устройству 160 декомпрессии хладагента.

[00119] В дополнение, отпарной газ, подаваемый от первой линии L1 подачи ко второму теплообменнику 140 вдоль первой линии L1 подачи, в первую очередь используется во втором теплообменнике 140 и дополнительно охлаждается устройством 160 декомпрессии хладагента, а затем подается обратно ко второму теплообменнику 140, так что отпарной газ используется в качестве хладагента.

[00120] То есть поток отпарного газа, сжимаемого первым компрессором 120, подается ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции после соединения с отпарным газом, сжимаемым вторым компрессором 122, и отпарным газом, который проходит через первый теплообменник 110, а затем подается ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L3 возврата для теплообмена друг с другом посредством отпарного газа, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента, в качестве хладагента для охлаждения.

[00121] Первое устройство 150 декомпрессии настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L3 возврата для расширения отпарного газа, охлаждаемого первым теплообменником 110 и вторым теплообменником 140. Отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120, соединяется с отпарным газом, сжимаемым вторым компрессором 122, а затем часть отпарного газа ответвляется для прохождения через первый теплообменник 110, второй теплообменник 110 и первое устройство 150 декомпрессии вдоль линии L3 возврата так, что отпарной газ частично или полностью повторно сжижается.

[00122] Первое устройство 150 декомпрессии включает в себя все средства, которые могут расширять и охлаждать отпарной газ, и может представлять собой расширительный клапан, такой как клапан Джоуля-Томсона, или детандер.

[00123] Судно настоящего варианта выполнения может включать в себя газожидкостный сепаратор 170, который устанавливается на линии L3 возврата ниже по потоку от первого устройства 150 декомпрессии и разделяет газожидкостную смесь, выпускаемую из первого устройства 150 декомпрессии, на газ и жидкость.

[00124] Когда судно настоящего варианта выполнения не включает в себя газожидкостный сепаратор 170, жидкость или отпарной газ в газожидкостном смешанном состоянии, который проходит через первое устройство 150 декомпрессии, непосредственно направляется в резервуар T для хранения.

[00125] Когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, который проходит через первое устройство 150 декомпрессии, направляется к газожидкостному сепаратору 170 для отделения газовой фазы и жидкой фазы. Жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 170, возвращается в резервуар T для хранения вдоль линии L3 возврата, а газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 170, подается к перовому теплообменнику 110 вдоль линии L4 выпуска газа, которая проходит от газожидкостного сепаратора 170 до первой линии L1 подачи выше по потоку от первого теплообменника 110.

[00126] Когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, судно может дополнительно включать в себя седьмой клапан 197, который управляет расходом потока жидкости, отделяемой газожидкостным сепаратором 170 и направляемой в резервуар T для хранения; и восьмой клапан 198, который управляет расходом потока газ, отделяемого газожидкостным сепаратором 170 и направляемого к первому теплообменнику 110.

[00127] С первого по восьмой клапаны 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198 и одиннадцатый клапан 203 настоящего варианта выполнения могут управляться вручную, позволяя человеку непосредственно определять рабочее состояние системы, и могут управляться автоматически для открытия или закрытия в зависимости от заданного значения.

[00128] Основной поток отпарного газа определен, чтобы легко описать работу устройства для повторного сжижения отпарного газа в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Поток, в котором отпарной газ, образующийся из резервуара Т для хранения, и газ, выпускаемый из газожидкостного сепаратора 170, подаются к первому теплообменнику 110, определен как первый поток 100, поток, который подается от первого теплообменника 110 к первому компрессору 120 или второму компрессору 122, а затем выпускается из первого компрессора 120 или второго компрессора 122 и подается к месту 180 потребления топлива, определен как второй поток 102, поток, который ответвляется от второго потока 102 ниже по потоку от первого компрессора 120 и второго компрессора 122 и подается ко второму теплообменнику 140, определен как третий поток 104, поток, который ответвляется от второго потока 102 ниже по потоку от первого компрессора 120 и второго компрессора 122 и подается к первому теплообменнику 110, определен как четвертый поток 106, и поток, который подается от первого теплообменника 110 ко второму теплообменнику 140 определен как пятый поток 108. Первый поток 100 становится вторым потоком при прохождении через первый теплообменник 102, а четвертый поток 106 становится пятым потоком 108 при прохождении через первый теплообменник 110.

[00129] Далее со ссылкой на Фиг. 4 будет описана работа устройства для повторного сжижения отпарного газа в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

[00130] Газообразный отпарной газ, образующийся из резервуара (T) для хранения, хранящего сжиженный газ в жидкой фазе, подается к первому теплообменнику 110. В это время газообразный отпарной газ, образующийся из резервуара T для хранения, соответствует газообразному отпарному газу, выпускаемому из газожидкостного сепаратора 170 после истечения заданного времени работы системы для образования первого потока 100. В конечном счете, отпарной газ, подаваемый к первому теплообменнику 110, становится первым потоком 100.

[00131] Первый теплообменник 110 служит для восстановления тепла, выделяемого при охлаждении, первого потока 100 для охлаждения другого отпарного газа. То есть первый теплообменник 110 восстанавливает тепло, выделяемое при охлаждении, первого потока 100 и подает восстановленное тепло, выделяемое при охлаждении, в поток, подаваемый обратно к первому теплообменнику 110 во втором потоке 102, то есть четвертый поток 106.

[00132] Соответственно, в первом теплообменнике 110 теплообмен происходит между первым потоком 100 и четвертым потоком 106 так, что первый поток 100 нагревается, а четвертый поток 106 охлаждается. Нагретый первый поток 100 становится вторым потоком 102, а охлажденный четвертый поток 106 становится пятым потоком 108.

[00133] Второй поток 102, выпускаемый из первого теплообменника 110, подается к первому компрессору 120 или второму компрессору 122 и сжимается первым компрессором 120 или вторым компрессором 122.

[00134] Часть второго потока 102, в которой соединяются отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120, и отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 122, представляет собой третий поток 104 и подается ко второму теплообменнику 140 в качестве хладагента, а другая его часть представляет собой четвертый поток 106 и подается к первому теплообменнику 110 для охлаждения, а его оставшаяся часть подается к месту 180 потребления топлива.

[00135] Третий поток 104, подаваемый ко второму теплообменнику 140, выпускается из второго теплообменника 140 и расширяется в устройстве 160 декомпрессии хладагента, а затем подается обратно ко второму теплообменнику 140. В это время третий поток 104, в первую очередь подаваемый ко второму теплообменнику 140, расширяется в устройстве 160 декомпрессии хладагента, а затем обменивается теплом с третьим потоком 104, подаваемым обратно ко второму теплообменнику 140, для охлаждения. Третий поток 104, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента и второй теплообменник 140, соединяется со вторым потоком 102, который выпускается из первого теплообменника 110 и подается к первому компрессору 120 или второму компрессору 122.

[00136] Четвертый поток 106, охлаждаемый путем теплообмена с первым потоком 100 в первом теплообменнике 110, становится пятым потоком 108 и подается ко второму теплообменнику 140. Пятый поток 108, подаваемый ко второму теплообменнику 140, обменивается теплом с третьим потоком 104, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента и охлаждается, а затем проходит через первое устройство 150 декомпрессии и расширяется. Пятый поток 108, который проходит через первое устройство 150 декомпрессии, переходит в состояние газожидкостной смеси, в котором газ и жидкость смешиваются.

[00137] Пятый поток 108 в состоянии газожидкостной смеси непосредственно направляется в резервуар T для хранения или делится на газ и жидкость при прохождении через газожидкостный сепаратор 170. Жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 170, подается в резервуар T для хранения, а газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 170, подается обратно к первому теплообменнику 110, таким образом, повторяя вышеупомянутую последовательность процессов.

[00138]

[00139] Фиг. 5 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии с четвертым вариантом выполнения настоящего изобретения.

[00140] Судно четвертого варианта выполнения, показанного на Фиг. 5, отличается от судна третьего варианта выполнения, показанного на Фиг. 4 тем, что судно четвертого варианта выполнения дополнительно включает в себя дополнительный компрессор 124 и дополнительный охладитель 134, которые установлены на второй линии L2 подачи, и дожимной компрессор 126 и добавочный охладитель 136, которые установлены на линии L3 возврата, и дополнительно включает в себя девятый клапан 201, десятый клапан 202, двенадцатый клапан 205 и первую дополнительную линию L6, и выполнено с возможностью управления циклом хладагента как замкнутым контуром и управления циклом хладагента как разомкнутым контуром, изменяя некоторые линии, вдоль которых течет отпарной газ. Далее главным образом будет описываться разница. Подробное описание того же элемента, что и у судна вышеупомянутого третьего варианта выполнения, будет опущено.

[00141] Со ссылкой на Фиг. 5 подобно третьему варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения включает в себя первый теплообменник 110, первый клапан 191, первый компрессор 120, первый охладитель 130, второй клапан 192, третий клапан 193, второй компрессор 122, второй охладитель 132, четвертый клапан 194, второй теплообменник 140, устройство 160 декомпрессии хладагента и первое устройство 150 декомпрессии.

[00142] Подобно третьему варианту выполнения резервуар T для хранения настоящего варианта выполнения хранит сжиженный газ, такой как сжиженный природный газ и сжиженный этан, и выпускает отпарной газ наружу, когда внутреннее давление резервуара T для хранения превышает определенное давление или еще выше. Отпарной газ, выпускаемый из резервуара (T) для хранения, направляется к первому теплообменнику 110.

[00143] Подобно третьему варианту выполнения первый теплообменник 110 отпарного газа настоящего варианта выполнения использует отпарной газ, выпускаемый из резервуара T для хранения, в качестве хладагента и охлаждает отпарной газ, направляемый к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата. То есть первый теплообменник 110 восстанавливает тепло, выделяемое при охлаждении, отпарного газа, выпускаемого из резервуара Т для хранения, и подает восстановленное тепло, выделяемое при охлаждении, отпарному газу, направляемому к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата. Пятый клапан 195, который управляет расходом потока отпарного газа и своим открытием/закрытием, может быть установлен на линии L3 возврата.

[00144] Подобно третьему варианту выполнения первый компрессор 120 настоящего варианта выполнения устанавливается на первой линии L1 подачи, чтобы сжимать отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, и подобно третьему варианту выполнения второй компрессор 122 настоящего варианта выполнения устанавливается параллельно первому компрессору 120 на второй линии L2 подачи, чтобы сжимать отпарной газ, выпускаемый из резервуара T для хранения. Первый компрессор 120 и второй компрессор 122 могут представлять собой компрессоры, имеющие одинаковые характеристики, и каждый из них может представлять собой многоступенчатый компрессор.

[00145] Подобно третьему варианту выполнения первый компрессор 120 и второй компрессор 122 настоящего варианта выполнения могут сжимать отпарной газ до давления, требуемого местом 180 потребления топлива. В дополнение, когда место 180 потребления топлива включает в себя различные типы двигателей, после того, как отпарной газ сжимается в соответствии с требуемым давлением двигателя, требующего более высокое давление, (далее называемого «двигателем высокого давления»), часть отпарного газа подается к двигателю высокого давления, а другая его часть подается к двигателю (далее называемому «двигателем низкого давления»), требующему более низкое давление. Отпарной газ может быть декомпрессирован устройством декомпрессии, установленным выше по потоку от двигателя низкого давления и подан к двигателю низкого давления. В дополнение, чтобы увеличить эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа в первом теплообменнике 110 и втором теплообменнике 140, первый компрессор 120 или второй компрессор 122 сжимает отпарной газ до высокого давления, равного или превышающего давление, требуемое местом 180 потребления топлива, и устройство декомпрессии устанавливается выше по потоку от места 180 потребления топлива для понижения давления отпарного газа, сжимаемого при высоком давлении, до давления, требуемого местом 180 потребления топлива, а затем подает декомпрессированный отпарной газ к месту 180 потребления топлива.

[00146] Подобно третьему варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения может дополнительно включать в себя одиннадцатый клапан 203, который устанавливается выше по потоку от места 180 потребления топлива для управления расходом потока отпарного газа, направляемого к месту 180 потребления топлива, и своим открытием/закрытием.

[00147] Подобно третьему варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения использует отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 122 в качестве хладагента, который дополнительно охлаждает отпарной газ во втором теплообменнике 140, таким образом, повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа.

[00148] Подобно третьему варианту выполнения первый охладитель 130 настоящего варианта выполнения устанавливается ниже по потоку от первого компрессора 120 для охлаждения отпарного газа, который проходит через первый компрессор 120 и имеет повышенное давление и температуру. Подобно третьему варианту выполнения второй охладитель 132 настоящего варианта выполнения устанавливается ниже по потоку от второго компрессора 122 для охлаждения отпарного газа, который проходит через второй компрессор 122 и имеет повышенное давление и температуру.

[00149] Подобно третьему варианту выполнения второй теплообменник 140 настоящего варианта выполнения дополнительно охлаждает отпарной газ, который подается к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата и охлаждается первым теплообменником 110.

[00150] Подобно третьему варианту выполнения в соответствии с настоящим вариантом выполнения отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, дополнительно охлаждается не только в первом теплообменнике 110, но и во втором теплообменнике 140, и может быть подан к первому устройству 150 декомпрессии в состоянии, в котором температура ниже, таким образом, повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа.

[00151] Подобно третьему варианту выполнения устройство 160 декомпрессии настоящего варианта выполнения расширяет отпарной газ, который проходит через второй теплообменник 140, а затем направляет расширенный отпарной газ обратно ко второму теплообменнику 140.

[00152] Подобно третьему варианту выполнения первое устройство 150 декомпрессии настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L3 возврата для расширения отпарного газа, охлаждаемого первым теплообменником 110 и вторым теплообменником 140. Первое устройство 150 декомпрессии настоящего варианта выполнения включает в себя все средства, которые могут расширять и охлаждать отпарной газ, и может представлять собой расширительный клапан, такой как клапан Джоуля-Томсона, или детандер.

[00153] Подобно третьему варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения может включать в себя газожидкостный сепаратор 170, который устанавливается на линии L3 возврата ниже по потоку от первого устройства 150 декомпрессии и разделяет газожидкостную смесь, выпускаемую из первого устройства 150 декомпрессии, на газ и жидкость.

[00154] Подобно третьему варианту выполнения, когда судно настоящего варианта выполнения не включает в себя газожидкостный сепаратор 170, жидкость или отпарной газ в газожидкостном смешанном состоянии, который проходит через первое устройство 150 декомпрессии, непосредственно направляется в резервуар T для хранения, а когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, который проходит через первое устройство 150 декомпрессии, направляется к газожидкостному сепаратору 170 для разделения на газовую фазу и жидкую фазу. Жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 170, возвращается в резервуар T для хранения вдоль линии L3 возврата, а газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 170, подается к перовому теплообменнику 110 вдоль линии L4 выпуска газа, которая проходит от газожидкостного сепаратора 170 до первой линии L1 подачи выше по потоку от первого теплообменника 110.

[00155] Подобно третьему варианту выполнения, когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, судно может дополнительно включать в себя седьмой клапан 197, который управляет расходом потока жидкости, отделяемой газожидкостным сепаратором 170 и направляемой в резервуар T для хранения; и восьмой клапан 198, который управляет расходом потока газ, отделяемого газожидкостным сепаратором 170 и направляемого к первому теплообменнику 110.

[00156] Однако судно настоящего варианта выполнения отличается от третьего варианта выполнения тем, что судно настоящего варианта выполнения дополнительно включает в себя дополнительный компрессор 124, который устанавливается на второй линии L2 подачи; дополнительный охладитель 134, который устанавливается ниже по потоку от дополнительного компрессора 124; дожимной компрессор 126, который устанавливается на линии L3 возврата; добавочный охладитель 136, который устанавливается ниже по потоку от дожимного компрессора 126; первую дополнительную линию L6, соединяющую линию L5 рециркуляции и вторую линию L2 подачи; девятый клапан 201, который устанавливается на линии L5 рециркуляции; десятый клапан 202, который устанавливается на первой дополнительной линии (L6); и двенадцатый клапан 205, который устанавливается на линии L5 рециркуляции между второй линией L2 подачи и вторым теплообменником 140.

[00157] В отличие от третьего варианта выполнения, который выборочно включает в себя шестой клапан, судно настоящего варианта выполнения по существу включает в себя шестой клапан 196, который устанавливается на линии L5 рециркуляции, вдоль которой отпарной газ, ответвляемый от первой линии L1 подачи, направляется ко второму теплообменнику 140 для управления расходом потока отпарного газа и своим открытием/закрытием.

[00158] Дополнительный компрессор 124 настоящего варианта выполнения устанавливается выше по потоку от или после второго компрессора 122 на второй линии L2 подачи и может иметь производительность меньше, чем у второго компрессора 122. Дополнительный компрессор 124 может приводиться в действие с помощью энергии, генерируемой устройством 160 декомпрессии хладагента, в то время как устройство 160 декомпрессии хладагента расширяет текучую среду, и производительность дополнительного компрессора 124 может быть производительностью, обеспечиваемой энергией, генерируемой устройством 160 декомпрессии хладагента. Хотя настоящий вариант выполнения в качестве примера описывает случай, когда дополнительный компрессор 124 использует энергию, генерируемую устройством 160 декомпрессии хладагента, в то время как устройство декомпрессии хладагента расширяет текучую среду, система может быть выполнена так, что первый компрессор 120 или второй компрессор 122 использует энергию, генерируемую устройством 160 декомпрессии хладагента.

[00159] Как типы компрессоров существуют центробежный компрессор, который сжимает газ с помощью энергии центробежной силы, генерируемой путем вращения крыльчатки с высокой скоростью, возвратно-поступательный компрессор, который сжимает газ с помощью возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре, винтовой компрессор, который сжимает газ за счет зацепления двух роторов, или т.п. Среди них возвратно-поступательный компрессор и винтовой компрессор относятся к компрессорам объемного типа, которые сжимают газ, всасываемый в определенный объем компрессора.

[00160] Первый компрессор 120 и второй компрессор 122 настоящего варианта выполнения предпочтительно представляют собой компрессоры объемного типа, а дополнительный компрессор 124 предпочтительно представляет собой центробежный компрессор. Здесь, когда дополнительный компрессор 124 устанавливается ниже по потоку от второго компрессора 122, второй компрессор 122 сжимает тот же расход потока, что и первый компрессор 120, так что массовый расход потока отпарного газа, проходящего через вторую линию L2 подачи, является таким же, и только давление становится высоким. Однако, когда дополнительный компрессор 124 устанавливается выше по потоку от второго компрессора 122, отпарной газ, который сжимается дополнительным компрессором 124 для получения высокой плотности, подается ко второму компрессору 122, так что массовый расход потока отпарного газа, подаваемого ко второму компрессору 122, может увеличиваться.

[00161] То есть, если дополнительный компрессор 124 устанавливается выше по потоку от второго компрессора 122, отпарной газ, который выпускается из резервуара Т для хранения, а затем подается ко второй линии L2 подачи, сжимается дополнительным компрессором 124 для получения высокой плотности, так что масса отпарного газа, подаваемого ко второму компрессору 122, становится больше, даже если отпарной газ, имеющий тот же расход потока, подается ко второму компрессору 122. В результате, поскольку масса текучей среды, используемой в качестве хладагента во втором теплообменнике 140 после сжатия вторым компрессором 122, становится больше, эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа во втором теплообменнике 140 могут быть повышены. В случае, когда дополнительный компрессор 124 устанавливается выше по потоку от второго компрессора 122, возможно управлять настоящим вариантом выполнения как замкнутым контуром и независимым разомкнутым контуром, а также управлять настоящим вариантом выполнения как разомкнутым контуром, регулируя давление на выходе второго компрессора 122 так, чтобы оно было равным давлению на выходе первого компрессора 120.

[00162] В дополнение, если дополнительный компрессор 124 устанавливается ниже по потоку от второго компрессора 122, массовый расход потока определяется производительностью второго компрессора 122, и дополнительный компрессор 124 служит только для увеличения дополнительного давления. Подобным образом можно ожидать повышения эффективности по сравнению с существующим компрессором, но эффективность повышается ограниченно. Здесь дополнительный компрессор 124 предпочтительно устанавливается выше по потоку от второго компрессора 122. Если дополнительный компрессор 124 устанавливается ниже по потоку от второго компрессора 122, настоящий вариант выполнения может работать как замкнутый контур и как независимый разомкнутый контур, и давление отпарного газа, проходящего через первую линию L1 подачи, и давление отпарного газа, проходящего через вторую линию L2 подачи, отличаются друг от друга, так что может быть сложно управлять компрессором, как разомкнутым контуром.

[00163] Подобные результаты могут быть достигнуты путем увеличения давления и производительности второго компрессора 122 вместо установки дополнительного компрессора 124 в варианте выполнения. Однако использование второго компрессора 122, который имеет большее давление и большую производительность, приводит к увеличению стоимость.

[00164] В соответствии с настоящим вариантом выполнения может быть использована энергия, генерируемая устройством 160 декомпрессии хладагента, и может быть добавлен дополнительный компрессор 124 для повышения эффективности повторного сжижения и количества повторно сжиженного отпарного газа при низкой стоимости.

[00165] Дополнительный охладитель 134 настоящего варианта выполнения снижает температуру отпарного газа, который сжимается дополнительным компрессором 124 и имеет повышенную температуру. Если дополнительный компрессор 124 устанавливается выше по потоку от второго компрессора 122, дополнительный компрессор 124, дополнительный охладитель 134, второй компрессор 122 и второй охладитель 132 устанавливаются в этом порядке, и, когда дополнительный компрессор 124 устанавливается ниже по потоку от второго компрессора 122, второй компрессор 122, второй охладитель 132, дополнительный компрессор 124 и дополнительный охладитель 134 устанавливаются в этом порядке.

[00166] Дожимной компрессор 126 настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L3 возврата, на которой часть отпарного газа, подаваемого к месту 180 потребления топлива вдоль первой линии L1 подачи, ответвляется для направления к первому теплообменнику 110, таким образом, увеличивая давление отпарного газа, подаваемого к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата. Дожимной компрессор 126 может сжимать отпарной газ до давления, равного или ниже критической точки (в случае метана давление составляет приблизительно 55 бар) или до давления, превышающего критическую точку, и дожимной компрессор 126 настоящего варианта выполнения может сжимать отпарной газ до давления, составляющего приблизительно 300 бар, если отпарной газ сжимается до давления, равного или превышающего критическую точку.

[00167] Добавочный охладитель 136 настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L3 возврата ниже по потоку от дожимного компрессора 126 для понижения температуры отпарного газа, который проходит через дожимной компрессор 126 и имеет не только повышенное давление, но и повышенную температуру.

[00168] Судно настоящего варианта выполнения дополнительно включает в себя дожимной компрессор 126 для увеличения давления отпарного газа, подвергающегося процессу повторного сжижения, таким образом, повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа.

[00169] Фиг. 9A и 9B представляют собой графики, показывающие значения температуры метана в зависимости от теплового потока при различных давлениях. Со ссылкой на Фиг. 9A и 9B может быть понятно, что, чем выше давление отпарного газа, подвергающегося процессу повторного сжижения, тем выше становится эффективность собственного теплообмена. «Собственный» в собственном теплообмене означает теплообмен с отпарным газом высокой температуры посредством самого отпарного газа низкой температуры в качестве охлаждающей текучей среды.

[00170] Фиг. 9A показывает состояние каждой текучей среды во втором теплообменнике 140, когда дожимной компрессор 126 и добавочный охладитель 136 не включены, а Фиг. 9B показывает состояние каждой текучей среды во втором теплообменнике 140, когда дожимной компрессор 126 и добавочный охладитель 136 включены.

[00171] График I в самой верхней части на Фиг. 9A и 9B показывает состояние текучей среды в точке А на Фиг. 5, которая подается ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции, график L в самой нижней части показывает состояние текучей среды в точке С на Фиг. 5, которая подается обратно ко второму теплообменнику 140 для использования в качестве хладагента после прохождения через второй теплообменник 140 и устройство 160 декомпрессии хладагента вдоль линии L5 рециркуляции, и график J, перекрывающийся с графиком K в промежуточной части, показывает состояние текучей среды в точке Е на Фиг. 5, которая подается ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L3 возврата после прохождения через теплообменник 110.

[00172] Поскольку текучая среда, используемая в качестве хладагента, лишается тепла, выделяемого при охлаждении, во время процесса теплообмена, и ее температура постепенно увеличивается, график L проходит слева направо с течением времени, и, поскольку текучая среда, охлаждаемая путем теплообмена с хладагентом, снабжается теплом, выделяемым при охлаждении, от хладагента во время процесса теплообмена, и ее температура постепенно понижается, графики I и J проходят справа налево с течением времени.

[00173] График K в промежуточной части на Фиг. 9A и 9B показан путем объединения графика I и графика J. То есть текучая среда, используемая в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, изображена с помощью графика L, а текучая среда, охлаждаемая путем теплообмена с хладагентом во втором теплообменнике 140, изображена с помощью графика K.

[00174] Теплообменник выполнен так, что температура и тепловой поток текучей среды, подаваемой (т.е. точки А, C и Е на Фиг. 5) к теплообменнику, могут быть фиксированными, температура текучей среды, используемой в качестве хладагента, не может быть выше температуры текучей среды для охлаждения (т.е. графики L и K пересекаются друг с другом так, что график L не показывает выше графика K), и среднелогарифмическая разность температур (LMTD) может быть как можно меньше.

[00175] Среднелогарифмическая разность температур (LMTD) представляет собой значение, представленное отношением (d2-d1)/ln(d2/d1), когда, в случае противоточного потока в теплообменнике, в котором высокотемпературная текучая среда и низкотемпературная текучая среда вводятся в противоположных друг другу направлениях и выпускается из противоположных друг другу сторон, температура до прохождения низкотемпературной текучей среды через теплообменник составляет tc1, температура после прохождения низкотемпературной текучей среды через теплообменник составляет tc2, температура до прохождения высокотемпературной текучей среды через теплообменник составляет th1, температура после прохождения высокотемпературной текучей среды через теплообменник составляет th2, и d1=th2-tc1 и d2=th1-tc2. Чем меньше среднелогарифмическая разность температур, тем выше эффективность теплообменника.

[00176] На графике среднелогарифмическая разность температур (LMTD) представлена интервалом между низкотемпературной текучей средой (график L на Фиг. 9), используемой в качестве хладагента, и высокотемпературной текучей средой (график K на Фиг. 9), охлаждаемой путем теплообмена с хладагентом. Здесь может быть понятно, что интервал между графиком L и графиком K, показанными на Фиг. 9B, уже, чем интервал между графиком L и графиком K, показанными на Фиг. 9A.

[00177] Разница возникает из-за того, что исходное значение на графике J, которое представляет собой точку, представленную кругом, то есть давление текучей среды в точке Е на Фиг. 5, которая проходит через первый теплообменник 110, а затем подается ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L3 возврата, выше на Фиг. 9B, чем на Фиг. 9A.

[00178] То есть в качестве результата моделирования в случае на Фиг. 9A, который не включает в себя дожимной компрессор 126, текучая среда в точке Е на Фиг. 5 может иметь температуру и давление, составляющие приблизительно -111°C и 20 бар, и в случае на Фиг. 9B, который включает в себя дожимной компрессор 126, текучая среда в точке Е на Фиг. 5 может иметь температуру и давление, составляющие приблизительно -90°C и 50 бар. Если теплообменник выполнен так, что LMTD является наименьшей в начальном состоянии, в случае на Фиг. 9B, в котором давление отпарного газа, подвергающегося процессу повторного сжижения, является высоким, эффективность теплообменника выше, так что количество повторно сжиженного отпарного газа и эффективность повторного сжижения системы в целом повышаются.

[00179] В случае на Фиг. 9A, когда расход потока отпарного газа, используемого в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, составляет приблизительно 6401 кг/ч, весь тепловой поток, передаваемый текучей среде (график K), которая охлаждается путем теплообмена с хладагентом из текучей среды (график L), используемой в качестве хладагента, составляет 585,4 кВт, и расход потока повторно сжиженного отпарного газа составляет приблизительно 3441 кг/ч.

[00180] В случае на Фиг. 9B, когда расход потока отпарного газа, используемого в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, составляет приблизительно 5,368 кг/ч, весь тепловой поток, передаваемый текучей среде (график K), которая охлаждается путем теплообмена с хладагентом из текучей среды (график L), используемой в качестве хладагента, составляет 545,2 кВт, и расход потока повторно сжиженного отпарного газа составляет приблизительно 4,325 кг/ч.

[00181] То есть может быть понятно, что, если давление отпарного газа, подвергающегося процессу повторного сжижения, включающему в себя дожимной компрессор 126, увеличивается, большее количество отпарного газа может быть повторно сжижено, даже если используется меньшее количество хладагента.

[00182] Как описано, поскольку судно настоящего варианта выполнения включает в себя дожимной компрессор 126, возможно повышать количество повторно сжиженного отпарного газа и эффективность повторного сжижения, и, поскольку случай, когда отпарной газ может быть полностью обработан без использования второго компрессора 122, увеличивая количество повторно сжиженного отпарного газа и эффективность повторного сжижения, становится более частым явлением, частота использования второго компрессора 122 может быть уменьшена.

[00183] Хотя эффективность повторного сжижения может быть повышена, используя второй компрессор 122, чем больше времени работает второй компрессор 122, тем уязвимее концепция избыточности для подготовки к выходу из строя первого компрессора 120. Судно настоящего варианта выполнения может уменьшить частоту использования второго компрессора 122, включая дожимной компрессор 126, и в связи с этим концепция избыточности может быть обеспечена в достаточной степени.

[00184] В дополнение, поскольку дожимного компрессора 126 обычно достаточно, чтобы получать приблизительно половину производительности первого компрессора 120 или второго компрессора 122, эксплуатационные расходу могут быть сокращены в большей степени в случае, когда система работает только с помощью дожимного компрессора 126 и первого компрессора 120 без второго компрессора 122, чем в случае, когда система работает только с помощью первого компрессора 120 и второго компрессора 122 без дожимного компрессора 126.

[00185] Со ссылкой на Фиг. 5 одна сторона первой дополнительной линии L6 настоящего варианта выполнения соединена с линией L5 рециркуляции (не показана), вдоль которой отпарной газ расширяется устройством 160 декомпрессии хладагента, а затем направляется к первой линии L1 подачи через второй теплообменник 140, а ее другая сторона соединена со второй линией L2 подачи между третьим клапаном 193 и вторым компрессором 122.

[00186] Девятый клапан 201 настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L5 рециркуляции между точкой, где линия L5 рециркуляции встречается с первой линией L1 подачи выше по потоку от первого компрессора 120 и второго компрессора 122, и точкой, где линия L5 рециркуляции встречается с первой дополнительной линией L6. В дополнение, судно настоящего варианта выполнения отличается от третьего варианта выполнения тем, что вторая линия L2 подачи ниже по потоку от второго компрессора 122 соединяется с линией L5 рециркуляции вместо первой линии L1 подачи.

[00187] Двенадцатый клапан 205 настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L5 рециркуляции между второй линией L2 подачи и вторым теплообменником 140 для управления расходом потока текучей среды и своим открытием и закрытием.

[00188] С первого по двенадцатый клапаны 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 201, 202, 203 и 205 настоящего варианта выполнения могут управляться вручную, позволяя человеку непосредственно определять рабочее состояние системы, и могут управляться автоматически для открытия или закрытия в зависимости от заданного значения.

[00189] Отличительные признаки судна настоящего варианта выполнения относительно судна третьего варианта выполнения заключаются в том, что цикл хладагента может работать не только как разомкнутый контур, но и как замкнутый контура так, чтобы более гибко использовать систему повторного сжижения в соответствии с рабочими условиями судна. Далее будет описан способ работы цикла хладагента как замкнутого контура и способ работы цикла хладагента как разомкнутого контура с помощью управления клапаном, когда дополнительный компрессор 124 устанавливается выше по потоку от второго компрессора 122.

[00190]

[00191] Для работы цикла хладагента судна настоящего варианта выполнения как замкнутого контура система работает, в то время как первый клапан 191, второй клапан 192, третий клапан 193, четвертый клапан 194, десятый клапан 202 и двенадцатый клапан 205 открыты, а шестой клапан 196 и девятый клапан 201 закрыты.

[00192] Если отпарной газ, который выпускается из резервуара Т для хранения, а затем сжимается вторым компрессором 122, подается к линии L5 рециркуляции, третий клапан 193 закрывается для образования цикла хладагента замкнутого контура, в котором отпарной газ циркулирует через второй компрессор 124, дополнительный охладитель 134, второй компрессор 122, второй охладитель 132, четвертый клапан 194, двенадцатый клапан 205, второй теплообменник 140, устройство 160 декомпрессии хладагента, второй теплообменник 140 и десятый клапан 202.

[00193] Когда цикл хладагента выполнен в виде замкнутого контура, газообразный азот может использоваться в качестве хладагента, циркулирующего через замкнутый контур. В этом случае резервуар для хранения настоящего варианта выполнения может дополнительно включать в себя трубу, через которую газообразный азот вводится в цикл хладагента замкнутого контура.

[00194] Когда цикл хладагента работает как замкнутый контур, только отпарной газ, циркулирующий через замкнутый контур, используется в качестве хладагента во втором теплообменнике 140. Отпарной газ, проходящий через первый компрессор 120, не вводится в цикл хладагента, а подается к месту 180 потребления топлива или подвергается процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата. В связи с этим отпарной газ с заданным расходом потока циркулирует в качестве хладагента во втором теплообменнике 140 независимо от количества повторно сжиженного отпарного газа или количества отпарного газа, требуемого местом 180 потребления топлива.

[00195] Легко управлять расходом потока каждого из отпарного газа, подвергающегося процессу повторного сжижения, и отпарного газа, используемого в качестве хладагента, в случае, когда цикл хладагента настоящего варианта выполнения работает как замкнутый контур, по сравнению со случаем, в котором цикл хладагента работает как разомкнутый контур или независимый разомкнутый контур.

[00196] В соответствии с настоящим вариантом выполнения, поскольку только один компрессор 120 устанавливается на первой линии L1 подачи, и два компрессора 122 и 124 устанавливается на второй линии L2 подачи, давление отпарного газа, проходящего через первую линию L1 подачи, и давление отпарного газа, проходящего через вторую линию L2 подачи, могут отличаться друг от друга. Когда давление отпарного газа, проходящего через первую линию L1 подачи, и давление отпарного газа, проходящего через вторую линию L2 подачи, отличаются друг от друга, цикл хладагента настоящего варианта выполнения предпочтительно работает как замкнутый контур или как независимый замкнутый контур.

[00197] Поток отпарного газа в случае, когда цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как замкнутый контур, будет описан следующим образом.

[00198] Отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, проходит через первый теплообменник 110, а затем сжимается компрессором 120, и одна его часть охлаждается первым охладителем 130, а затем направляется к месту 180 потребления топлива, а его оставшаяся часть подвергается процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата.

[00199] Отпарной газ, подвергающийся процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата, охлаждается путем теплообмена с отпарным газом, который сжимается дожимным компрессором 134, охлаждается добавочным охладителем 136, а затем выпускается из резервуара Т для хранения посредством первого теплообменника 110. Отпарной газ, охлаждаемый первым теплообменником 110, дополнительно охлаждается путем теплообмена во втором теплообменнике 140, а затем расширяется первым устройством 150 декомпрессии так, что отпарной газ частично или полностью повторно сжижается.

[00200] Хотя настоящий вариант выполнения описывает, что отпарной газ, подвергающийся процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата, сжимается дожимным компрессором 126, а затем дважды охлаждается в первом теплообменнике 110 и втором теплообменнике 140, отпарной газ, сжимаемый дожимным компрессором 126, может быть непосредственно направлен ко второму теплообменнику 140, а затем охлажден и расширен первым устройством 150 декомпрессии для повторного сжижения. То же самое применяется в случае, когда цикл хладагента настоящего варианта выполнения работает как разомкнутый контур и независимый разомкнутый контур.

[00201] Когда судно настоящего варианта выполнения не включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, непосредственно направляется в резервуар T для хранения. Когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, направляется к газожидкостному сепаратору 170. Газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 170, соединяется с отпарным газом, выпускаемым из резервуара Т для хранения, и направляется к первому теплообменнику 110. Жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 170, направляется в резервуар T для хранения.

[00202] С другой стороны, после того, как отпарной газ, циркулирующий через цикл хладагента, сжимается дополнительным компрессором 124 и охлаждается дополнительным охладителем 134, отпарной газ дополнительно сжимается вторым компрессором 122 и дополнительно сжимается вторым охладителем 132, и направляется ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции. Отпарной газ, который проходит через дополнительный компрессор 126 и второй компрессор 122, а затем направляется ко второму теплообменнику 140, в первую очередь осуществляет теплообмен во втором теплообменнике 140 для охлаждения, а затем направляется к устройству 160 декомпрессии хладагента для расширения и охлаждения во вторую очередь.

[00203] Настоящий вариант выполнения описывает, что отпарной газ, используемый в качестве хладагента вдоль линии L5 рециркуляции, в первую очередь проходит через второй теплообменник 140, а затем направляется обратно ко второму теплообменнику 140 через устройство 160 декомпрессии хладагента, отпарной газ, используемый в качестве хладагента вдоль линии L5 рециркуляции, может быть непосредственно направлен к устройству 160 декомпрессии хладагента, не проходя через второй теплообменник 140, а затем направлен ко второму теплообменнику 140. То же самое применяется в случае, когда цикл хладагента настоящего варианта выполнения работает как разомкнутый контур и независимый разомкнутый контур.

[00204] Отпарной газ, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента, направляется обратно ко второму теплообменнику 140 для использования в качестве хладагента, который охлаждает отпарной газ, проходящий через первый теплообменник 110, а затем подаваемый ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L3 возврата, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 124 и вторым компрессором 122, а затем подаваемый ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции. Отпарной газ, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента, а затем используется в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, направляется обратно к дополнительному компрессору 124, таким образом, повторяя вышеупомянутую последовательность процессов.

[00205] Если компрессор 120 или охладитель 130 выходит из строя, в то время как цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как замкнутый контур, первый клапан 191, второй клапан 192, десятый клапан 202 и двенадцатый клапан 205 закрываются, а третий клапан 193 и шестой клапан 196 открываются, чтобы позволить подачу отпарного газа, который выпускается из резервуара Т для хранения, а затем проходит через первый теплообменник 110, к месту 180 потребления топлива через третий клапан 193, дополнительный компрессор 122 дополнительный охладитель 132, второй компрессор 122, второй охладитель 132, четвертый клапан 194 и шестой клапан 196. Когда необходимо использовать отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 124 и вторым компрессором 122, в качестве хладагента второго теплообменника 140, девятый клапан 201 и двенадцатый клапан 205 могут открываться для работы системы.

[00206]

[00207] Для работы цикла хладагента судна настоящего варианта выполнения как разомкнутого контура первый клапан 191, второй клапан 192, третий клапан 193, четвертый клапан 194, шестой клапан 196, девятый клапан 201 и двенадцатый клапан 205 открыты, а десятый клапан 202 закрыт.

[00208] Когда цикл хладагента работает как замкнутый контур, отпарной газ, циркулирующий через цикл хладагента, и отпарной газ, направляемый к месту 180 потребления топлива или подвергающийся процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата, отделяются. С другой стороны, когда цикл хладагента работает как разомкнутый контур, отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120, и отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 122, соединяются для использования в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, для направления к месту 180 потребления топлива или для осуществления процесса повторного сжижения вдоль линии L3 возврата.

[00209] В связи с этим, если цикл хладагента работает как разомкнутый контур, расход потока хладагента, направляемого ко второму теплообменнику 140, может гибко регулироваться с учетом количества повторно сжиженного отпарного газа и количества отпарного газ, требуемого местом 180 потребления топлива. В частности, когда количество отпарного газа, требуемое местом 180 потребления топлива, является небольшим, увеличение расхода потока хладагента, направляемого ко второму теплообменнику 140, может повышать эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа.

[00210] Поток отпарного газа в случае, когда цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как разомкнутый контур, будет описан следующим образом.

[00211] Отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, разветвляется на два потока после прохождения через первый теплообменник 110, и одна его часть направляется к первой линии L1 подачи, а его оставшаяся часть подается ко второй линии L2 подачи.

[00212] Отпарной газ, направляемый к первой линии L1 подачи, проходит через первый клапан 191, первый компрессор 120, первый охладитель 130 и второй клапан 192, а затем одна его часть проходит через шестой клапан 196 и двенадцатый клапан 205 и направляется ко второму теплообменнику 140, а его другая часть снова разветвляется на два потока. Один поток отпарных газов, разветвляемых на два потока, направляется к месту 180 потребления топлива, а другой поток направляется к дожимному компрессору 126 вдоль линии L3 возврата.

[00213] Отпарной газ, направляемый ко второй линии L1 подачи, проходит через третий клапан 193, дополнительный компрессор 124, дополнительный охладитель 132, второй компрессор 122, второй охладитель 132 и четвертый клапан 194, а затем одна его часть направляется ко второму теплообменнику 140 через двенадцатый клапан 205, а другая его часть направляется к первой линии L1 подачи, а затем разветвляется на два потока. Один поток отпарных газов, разветвляемых на два потока, направляется к месту 180 потребления топлива, а другой поток направляется к дожимному компрессору 126 вдоль линии L3 возврата.

[00214] Для удобства объяснения отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 124 и вторым компрессором 122, описываются отдельно. Однако каждый из отпарного газа, сжимаемого первым компрессором 120, и отпарного газа, сжимаемого дополнительным компрессором 124 и вторым компрессором 122, не течет отдельно, а соединяется для подачи ко второму теплообменнику 140, месту 180 потребления топлива или дожимному компрессору 124.

[00215] То есть отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 122 и вторым компрессором, смешиваются, и эта смесь, в свою очередь, течет по линии L5 рециркуляции, вдоль которой отпарной газ направляется ко второму теплообменнику 140, по первой линии L1 подачи, вдоль которой отпарной газ направляется к месту 180 потребления топлива, и по линии L3 возврата, вдоль которой отпарной газ направляется к первому теплообменнику 110.

[00216] Отпарной газ, направляемый ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции, в первую очередь осуществляет теплообмен во втором теплообменнике 140 для охлаждения, а во вторую очередь расширяется устройством 160 декомпрессии для охлаждения и подачи обратно ко второму теплообменнику 140 хладагента. Отпарной газ, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента, а затем подается ко второму теплообменнику 140, осуществляет теплообмен с отпарным газом, который проходит через первый теплообменник 110, а затем подается ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L3 возврата, и сливающимся потоком отпарного газа, который подается ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции и сжимается первым компрессором 120, и отпарного газа, сжимаемого дополнительным компрессором 124 и вторым компрессором 122.

[00217] Отпарной газ, используемый в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, после прохождения через устройство 160 декомпрессии хладагента направляется к первой линии L1 подачи через девятый клапан 201 для выпуска из резервуара T для хранения, а затем соединяется с отпарным газом, проходящим через первый теплообменник 110, таким образом, повторяя вышеупомянутую последовательность процессов.

[00218] При этом отпарной газ, направляемый к дожимному компрессору 124 вдоль линии L3 возврата сжимается дожимным компрессором 124, охлаждается добавочным охладителем 134, а затем направляется к первому теплообменнику 110. Отпарной газ, направляемый к первому теплообменнику 110, в первую очередь охлаждается первым теплообменником 110, во вторую очередь охлаждается вторым теплообменником 140, а затем расширяется первым устройством 150 декомпрессии так, что отпарной газ частично или полностью повторно сжижается.

[00219] Когда судно настоящего варианта выполнения не включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, непосредственно направляется в резервуар T для хранения. Когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, направляется к газожидкостному сепаратору 170. Газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 170, соединяется с отпарным газом, выпускаемым из резервуара Т для хранения, и направляется к первому теплообменнику 110. Жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 170, подается в резервуар T для хранения.

[00220] Если первый компрессор 120 или первый охладитель 130 выходит из строя, в то время как цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как разомкнутый контур, первый клапан 191, второй клапан 192, девятый клапан 201 и двенадцатый клапан 205 закрываются, чтобы позволить подачу отпарного газа, который выпускается из резервуара Т для хранения, а затем проходит через первый теплообменник 110, к месту 180 потребления топлива через третий клапан 193, дополнительный компрессор 124, дополнительный охладитель 134, второй компрессор 122, второй охладитель 132, четвертый клапан 194 и шестой клапан 196. Когда необходимо использовать отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 124 и вторым компрессором 122, в качестве хладагента второго теплообменника 140, девятый клапан 201 и двенадцатый клапан 205 могут открываться для работы системы.

[00221]

[00222] Судно настоящего варианта выполнения может независимо управлять вторым компрессором 122 и первым компрессором 120 при работе цикла хладагента как разомкнутого контура так, что отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 122, используется только в качестве хладагента второго теплообменника 120, отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120, направляется к месту 180 потребления топлива или подвергается процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата и не используется в качестве хладагента второго теплообменника 140. Далее цикл хладагента разомкнутого контура, в котором второй компрессор 122 и первый компрессор 120 работают независимо, называется «независимым разомкнутым контуром».

[00223] Для работы цикла хладагента судна настоящего варианта выполнения как независимого разомкнутого контура первый клапан 191, второй клапан 192, третий клапан 193, четвертый клапан 194, девятый клапан 201 и двенадцатый клапан 205 открыты, а шестой клапан 196 и десятый клапан 202 закрыты. Когда цикл хладагента работает как независимый разомкнутый контур, возможно более гибко управлять системой, чем, когда цикл хладагента работает как замкнутый контур, и более легко управлять системой, чем, когда цикл хладагента работает как разомкнутый контур.

[00224] Поток отпарного газа в случае, когда цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как независимый разомкнутый контур, будет описан следующим образом.

[00225] Отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, разветвляется на два потока после прохождения через первый теплообменник 110, и одна его часть направляется к первой линии L1 подачи, а его оставшаяся часть подается ко второй линии L2 подачи. Отпарной газ, направляемый к первой линии L1 подачи, проходит через первый клапан 191, первый компрессор 120, первый охладитель 130 и второй клапан 192, а затем одна его часть направляется к месту 180 потребления топлива, а его другая часть направляется к дожимному компрессору 126 вдоль линии L3 возврата.

[00226] Отпарной газ, направляемый ко второй линии L2 подачи, проходит через третий клапан 193, дополнительный компрессор 124, дополнительный охладитель 132, второй компрессор 122, второй охладитель 132, четвертый клапан 194 и двенадцатый клапан 205, а затем направляется ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции.

[00227] Отпарной газ, который сжимается дополнительным компрессором 124 и вторым компрессором 122, а затем направляется ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции, используется в качестве хладагента, который охлаждает отпарной газ, который в первую очередь осуществляет теплообмен во втором теплообменнике 140 для охлаждения, во вторую очередь расширяется устройством 160 декомпрессии хладагента для охлаждения, а затем подается обратно ко второму теплообменнику 140 для прохождения через первый теплообменник 110, а затем для подачи ко второму теплообменнику 140 через линию L3 возврата, и отпарной газ, который сжимается дополнительным компрессором 124 и вторым компрессором 122, а затем подается ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции.

[00228] Отпарной газ, используемый в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, после прохождения через устройство 160 декомпрессии хладагента направляется к первой линии L1 подачи через девятый клапан 201 для выпуска из резервуара T для хранения, а затем соединяется с отпарным газом, проходящим через первый теплообменник 110, таким образом, повторяя вышеупомянутую последовательность процессов.

[00229] Отпарной газ, который сжимается первым компрессором 120, а затем направляется к дожимному компрессору 124 вдоль линии L3 возврата, сжимается дожимным компрессором 124, охлаждается добавочным охладителем 134, а затем направляется к первому теплообменнику 110. Отпарной газ, направляемый к первому теплообменнику 110, в первую очередь охлаждается первым теплообменником 110, во вторую очередь охлаждается вторым теплообменником 140, а затем расширяется первым устройством 150 декомпрессии так, что отпарной газ частично или полностью повторно сжижается.

[00230] Когда судно настоящего варианта выполнения не включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, непосредственно направляется в резервуар T для хранения. Когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, направляется к газожидкостному сепаратору 170. Газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 170, соединяется с отпарным газом, выпускаемым из резервуара Т для хранения, и направляется к первому теплообменнику 110. Жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 170, направляется в резервуар T для хранения.

[00231] Если первый компрессор 120 или первый охладитель 130 выходит из строя, в то время как цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как независимый разомкнутый контур, первый клапан 191, второй клапан 192, девятый клапан 201 и двенадцатый 205 закрываются, а шестой клапан 196 открывается, чтобы позволить подачу отпарного газа, который выпускается из резервуара Т для хранения, а затем проходит через первый теплообменник 110, к месту 180 потребления топлива через третий клапан 193, дополнительный компрессор 124, дополнительный охладитель 134, второй компрессор 122, второй охладитель 132, четвертый клапан 194 и шестой клапан 196. Когда необходимо использовать отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 124 и вторым компрессором 122, в качестве хладагента второго теплообменника 140, девятый клапан 201 и двенадцатый клапан 205 могут открываться для работы системы.

[00232]

[00233] Фиг. 6 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии с пятым вариантом выполнения настоящего изобретения.

[00234] Судно пятого варианта выполнения, показанного на Фиг. 6, отличается от судна четвертого варианта выполнения, показанного на Фиг. 5, тем, что первая дополнительная линия L6 не обеспечена, дополнительный компрессор 124 и дополнительный охладитель 134 устанавливаются на линии L5 рециркуляции, и соединительные положения соответствующих линий незначительно изменены. Далее главным образом будет описываться разница. Подробное описание того же элемента, что и у судна вышеупомянутого четвертого варианта выполнения, будет опущено.

[00235] Со ссылкой на Фиг. 6 подобно четвертому варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения включает в себя первый теплообменник 110, первый клапан 191, первый компрессор 120, первый охладитель 130, второй клапан 192, третий клапан 193, второй компрессор 122, второй охладитель 132, четвертый клапан 194, дожимной компрессор 126, добавочный охладитель 136, второй теплообменник 140, устройство 160 декомпрессии хладагента, дополнительный компрессор 124, дополнительный охладитель 134, девятый клапан 201, двенадцатый клапан 205 и первое устройство 150 декомпрессии.

[00236] Подобно четвертому варианту выполнения первый теплообменник 110 отпарного газа настоящего варианта выполнения использует отпарной газ, выпускаемый из резервуара T для хранения, в качестве хладагента и охлаждает отпарной газ, направляемый к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата. То есть первый теплообменник 110 восстанавливает тепло, выделяемое при охлаждении, отпарного газа, выпускаемого из резервуара Т для хранения, и подает восстановленное тепло, выделяемое при охлаждении, отпарному газу, направляемому к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата. Пятый клапан 195, который управляет расходом потока отпарного газа и своим открытием/закрытием, может быть установлен на линии L3 возврата.

[00237] Подобно четвертому варианту выполнения первый компрессор 120 настоящего варианта выполнения устанавливается на первой линии L1 подачи для сжатия отпарного газа, выпускаемого из резервуара Т для хранения, и подобно четвертому варианту выполнения второй компрессор 122 настоящего варианта выполнения устанавливается параллельно первому компрессору 120 на второй линии L2 подачи, чтобы сжимать отпарной газ, выпускаемый из резервуара T для хранения. Первый компрессор 120 и второй компрессор 122 могут представлять собой компрессоры, имеющие одинаковые характеристики, и каждый из них может представлять собой многоступенчатый компрессор.

[00238] Подобно четвертому варианту выполнения первый компрессор 120 и второй компрессор 122 настоящего варианта выполнения могут сжимать отпарной газ до давления, требуемого местом 180 потребления топлива. В дополнение, когда место 180 потребления топлива включает в себя различные типы двигателей, после того, как отпарной газ сжимается в соответствии с требуемым давлением двигателя, требующего более высокое давление, (далее называемого «двигателем высокого давления»), часть отпарного газа подается к двигателю высокого давления, а другая его часть подается к двигателю (далее называемому «двигателем низкого давления»), требующему более низкое давление. Отпарной газ может быть декомпрессирован устройством декомпрессии, установленным выше по потоку от двигателя низкого давления и подан к двигателю низкого давления. В дополнение, чтобы увеличить эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа в первом теплообменнике 110 и втором теплообменнике 140, первый компрессор 120 или второй компрессор 122 сжимает отпарной газ до высокого давления, равного или превышающего давление, требуемое местом 180 потребления топлива, и устройство декомпрессии устанавливается выше по потоку от места 180 потребления топлива для понижения давления отпарного газа, сжимаемого при высоком давлении, до давления, требуемого местом 180 потребления топлива, а затем подает декомпрессированный отпарной газ к месту 180 потребления топлива.

[00239] Подобно четвертому варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения может дополнительно включать в себя одиннадцатый клапан 203, который устанавливается выше по потоку от места 180 потребления топлива для управления расходом потока отпарного газа, направляемого к месту 180 потребления топлива, и своим открытием/закрытием.

[00240] Подобно четвертому варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения использует отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 122 в качестве хладагента, который дополнительно охлаждает отпарной газ во втором теплообменнике 140, таким образом, повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа.

[00241] Подобно четвертому варианту выполнения первый охладитель 130 настоящего варианта выполнения устанавливается ниже по потоку от первого компрессора 120 для охлаждения отпарного газа, который проходит через первый компрессор 120 и имеет повышенное давление и температуру. Подобно четвертому варианту выполнения второй охладитель 132 настоящего варианта выполнения устанавливается ниже по потоку от второго компрессора 122 для охлаждения отпарного газа, который проходит через второй компрессор 122 и имеет повышенное давление и температуру.

[00242] Подобно четвертому варианту выполнения дожимной компрессор 126 настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L3 возврата, на которой часть отпарного газа, подаваемого к месту 180 потребления топлива вдоль первой линии L1 подачи, ответвляется для направления к первому теплообменнику 110, таким образом, увеличивая давление отпарного газа, подаваемого к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата. Дожимной компрессор 126 может сжимать отпарной газ до давления, равного или ниже критической точки (в случае метана давление составляет приблизительно 55 бар) или до давления, превышающего критическую точку, и дожимной компрессор 126 настоящего варианта выполнения может сжимать отпарной газ до давления, составляющего приблизительно 300 бар, если отпарной газ сжимается до давления, равного или превышающего критическую точку.

[00243] Подобно четвертому варианту выполнения добавочный охладитель 136 настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L3 возврата ниже по потоку от дожимного компрессора 126 для понижения температуры отпарного газа, который проходит через дожимной компрессор 126 и имеет не только повышенное давление, но и повышенную температуру.

[00244] Поскольку судно настоящего варианта выполнения дополнительно включает в себя дожимной компрессор 126, подобно четвертому варианту выполнения возможно увеличивать давление отпарного газа, подвергающегося процессу повторного сжижения, для повышения количества повторно сжиженного отпарного газа и эффективности повторного сжижения и уменьшения частоты использования второго компрессора 122, таким образом, в достаточной степени обеспечивая концепцию избыточности и сокращая эксплуатационные расходы по сравнению со случаем, когда дожимной компрессор 126 не установлен.

[00245] Подобно четвертому варианту выполнения второй теплообменник 140 настоящего варианта выполнения дополнительно охлаждает отпарной газ, который подается к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата и охлаждается первым теплообменником 110.

[00246] Подобно четвертому варианту выполнения в соответствии с настоящим вариантом выполнения отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, дополнительно охлаждается не только в первом теплообменнике 110, но и во втором теплообменнике 140, и может быть подан к первому устройству 150 декомпрессии в состоянии, в котором температура ниже, таким образом, повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа.

[00247] Подобно четвертому варианту выполнения устройство 160 декомпрессии настоящего варианта выполнения расширяет отпарной газ, который проходит через второй теплообменник 140, а затем направляет расширенный отпарной газ обратно ко второму теплообменнику 140.

[00248] То есть дополнительный компрессор 124 настоящего варианта выполнения сжимает текучую среду, проходящую через устройство 160 декомпрессии хладагента и второй теплообменник 140, и приводится в действие энергией, генерируемой при расширении текучей среды устройством 160 декомпрессии хладагента. То есть устройство 160 декомпрессии хладагента и дополнительный компрессор 124 настоящего варианта выполнения могут образовывать компандер 900. Дополнительный компрессор 124 может иметь меньшую производительность, чем второй компрессор 122, и может иметь производительность, которая может обеспечиваться энергией, генерируемой устройством 160 декомпрессии хладагента.

[00249] Однако в отличие от четвертого варианта выполнения дополнительный компрессор 124 настоящего варианта выполнения не устанавливается на второй линии L2 подачи, а устанавливается на линии L5 рециркуляции, которая ответвляется от второй линии L2 подачи, чтобы позволить текучей среде, проходящей через устройство 160 декомпрессии хладагента и второй теплообменник 140, направляться обратно ко второй линии L2 подачи.

[00250] Подобно четвертому варианту выполнения в соответствии с настоящим вариантом выполнения может быть использована энергия, генерируемая устройством 160 декомпрессии хладагента, и добавляется дополнительный компрессор, имеющий меньшую производительность, чем второй компрессор 122, таким образом, повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа при низкой стоимости.

[00251] Подобно четвертому варианту выполнения дополнительный охладитель 134 настоящего варианта выполнения устанавливается ниже по потоку от дополнительного компрессора 124 для понижения давления и температуры отпарного газа, которые увеличиваются из-за сжатия дополнительным компрессором 124. Однако в отличие от четвертого варианта выполнения дополнительный охладитель 134 настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L5 рециркуляции.

[00252] В настоящем варианте выполнения дополнительный компрессор 124 и дополнительный охладитель 134 устанавливаются на линии L5 рециркуляции для циркуляции текучей среды, используемой в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, вдоль того же пути, как в цикле хладагента замкнутого контура четвертого варианта выполнения, и подачи как топлива отпарного газа, проходящего через второй компрессор 122 и второй охладитель 132, к месту 180 потребления топлива более легко, чем в четвертом варианте выполнения, если первый компрессор 120 или первый охладитель 130 выходит из строя.

[00253] Далее случай, когда первый компрессор 120 и первый охладитель 130 работают в обычном режиме называется «обычным», а случай, когда первый компрессор 120 или первый охладитель 130 выходит из строя, называется «аварийным».

[00254] То есть в соответствии с настоящим вариантом выполнения текучая среда, используемая в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, циркулирует через дополнительный компрессор 124, дополнительный охладитель 134, второй компрессор 122, второй охладитель 132, второй теплообменник 140, устройство 160 декомпрессии хладагента и второй теплообменник 140, а затем через дополнительный компрессор 124 вдоль линии L5 рециркуляции и второй линии L2 подачи, и в связи с этим циркулирует через тот же цикл хладагента, как цикл хладагента замкнутого контура четвертого вариант выполнения.

[00255] С другой стороны, в соответствии с четвертым вариантом выполнения отпарной газ, подаваемый к месту 180 потребления топлива вдоль второй линии L2 подачи в аварийном случае, сжимается как дополнительным компрессором 124, так и вторым компрессором 122, а затем подается к месту 180 потребления топлива, и в связи с этим, если второй компрессор 122 имеет такую же производительность, что и первый компрессор 120, давление отпарного газа, подаваемого к месту 180 потребления топлива вдоль второй линии L2 подачи в аварийном случае, может быть выше, чем у отпарного газа, подаваемого к месту 180 потребления топлива вдоль первой линии L1 подачи в обычное время.

[00256] В связи с этим в соответствии с четвертым вариантом выполнения необходимо выполнять отдельное управление так, чтобы давление отпарного газа, подаваемого к месту 180 потребления топлива вдоль второй линии L2 подачи в аварийном случае, равнялось давлению отпарного газа, подаваемого к месту 180 потребления топлива вдоль первой линии L1 подачи в обычное время, или в случае, когда трудно использовать второй компрессор 122, поскольку часто может возникать избыточность.

[00257] С другой стороны, в соответствии с настоящим вариантом выполнения, поскольку отпарной газ, подаваемый к месту 180 потребления топлива вдоль второй линии L2 подачи в аварийном случае, сжимается только вторым компрессором 122 без сжатия дополнительным компрессором 124, а затем подается к месту 180 потребления топлива, если второй компрессор 122 имеет такую же производительность, что и первый компрессор 120, отпарной газ может легко подаваться к месту 180 потребления топлива через вторую линию L2 подачи без дополнительной регулировки давления в аварийном случае.

[00258] Подобно четвертому варианту выполнения первое устройство 150 декомпрессии настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L3 возврата для расширения отпарного газа, охлаждаемого первым теплообменником 110 и вторым теплообменником 140. Первое устройство 150 декомпрессии настоящего варианта выполнения включает в себя все средства, которые могут расширять и охлаждать отпарной газ, и может представлять собой расширительный клапан, такой как клапан Джоуля-Томсона, или детандер.

[00259] Подобно четвертому варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения может включать в себя газожидкостный сепаратор 170, который устанавливается на линии L3 возврата ниже по потоку от первого устройства 150 декомпрессии и разделяет газожидкостную смесь, выпускаемую из первого устройства 150 декомпрессии, на газ и жидкость.

[00260] Подобно четвертому варианту выполнения когда судно настоящего варианта выполнения не включает в себя газожидкостный сепаратор 170, жидкость или отпарной газ в газожидкостном смешанном состоянии, который проходит через первое устройство 150 декомпрессии, непосредственно направляется в резервуар T для хранения, а когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, который проходит через первое устройство 150 декомпрессии, направляется к газожидкостному сепаратору 170 для разделения на газовую фазу и жидкую фазу. Жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 170, возвращается в резервуар T для хранения вдоль линии L3 возврата, а газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 170, подается к перовому теплообменнику 110 вдоль линии L4 выпуска газа, которая проходит от газожидкостного сепаратора 170 до первой линии L1 подачи выше по потоку от первого теплообменника 110.

[00261] Подобно четвертому варианту выполнения, когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, судно может дополнительно включать в себя седьмой клапан 197, который управляет расходом потока жидкости, отделяемой газожидкостным сепаратором 170 и направляемой в резервуар T для хранения; и восьмой клапан 198, который управляет расходом потока газ, отделяемого газожидкостным сепаратором 170 и направляемого к первому теплообменнику 110.

[00262] Однако в отличие от четвертого варианта выполнения судно настоящего варианта выполнения не включает в себя первую дополнительную линию L6, и вторая линия L2 подачи, ответвляемая от первой линии L1 подачи не соединяется с линией L5 рециркуляции, а снова соединяется с первой линией L1 подачи. В дополнение, после того, как линия L5 рециркуляции не ответвляется от первой линии L1 подачи, а ответвляется от второй линии L2 подачи между вторым охладителем 132 и четвертым клапаном 194, линия L5 рециркуляции не соединяется с первой линией L1 подачи, а снова соединяется со второй линией L2 подачи между третьим клапаном 193 и вторым компрессором 122.

[00263] В дополнение, в отличие от четвертого варианта выполнения судно настоящего варианта выполнения не включает в себя шестой клапан 196.

[00264] Хотя настоящий вариант выполнения описывает случай, когда судно включает в себя первый теплообменник 110, и, таким образом, отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, осуществляет теплообмен в первом теплообменнике 110, а затем подается к первому компрессору 120 или второму компрессору 122, судно настоящего изобретения не включает в себя первый теплообменник 110, так что отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, подается непосредственно к первому компрессору 120 или второму компрессору 122, и отпарной газ, подвергающийся процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата, сжимается дожимным компрессором 126, а затем направляется ко второму теплообменнику 140. То же самое относится к шестому варианту выполнения, который будет описан ниже.

[00265] В дополнение, хотя настоящий вариант выполнения описывает случай, когда текучая среда, циркулирующая вдоль линии L5 рециркуляции, в первую очередь проходит через второй теплообменник 140, расширяется посредством устройства 160 декомпрессии хладагента, а затем подается обратно ко второму теплообменнику 140, текучая среда, циркулирующая вдоль линии L5 рециркуляции настоящего изобретения, может быть ответвлена от второй линии L2 подачи, а затем расширена непосредственно устройством 160 декомпрессии хладагента, а затем направлена ко второму теплообменнику 140. То же самое относится к шестому варианту выполнения, который будет описан ниже.

[00266] С первого по пятый клапаны, с седьмого по девятый клапаны, одиннадцатый клапан и двенадцатый клапан 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 201, 203 и 205 настоящего варианта выполнения могут управляться вручную, позволяя человеку непосредственно определять рабочее состояние системы, и могут управляться автоматически для открытия или закрытия в зависимости от заданного значения.

[00267] Цикл хладагента настоящего варианта выполнения предпочтительно может работать как замкнутый контур. Далее будет описан способ работы цикла хладагента как замкнутого контура в соответствии с настоящим вариантом выполнения с помощью управления клапаном.

[00268]

[00269] Для работы цикла хладагента судна настоящего варианта выполнения как замкнутого контура система работает, в то время как первый клапан 191, второй клапан 192, третий клапан 193, четвертый клапан 194, пятый клапан 195, девятый клапан 201 и двенадцатый клапан 205 открыты.

[00270] Если отпарной газ, который выпускается из резервуара Т для хранения, а затем сжимается вторым компрессором 122, подается к линии L5 рециркуляции, третий клапан 193 и четвертый клапан 194 могут быть закрыты для образования цикла хладагента замкнутого контура, в котором отпарной газ циркулирует через второй компрессор 122, второй охладитель 132, двенадцатый клапан 205, второй теплообменник 140, устройство 160 декомпрессии хладагента, второй теплообменник 140, дополнительный компрессор 124, дополнительный охладитель 134 и девятый клапан 201.

[00271] Когда цикл хладагента выполнен в виде замкнутого контура, газообразный азот может использоваться в качестве хладагента, циркулирующего через замкнутый контур. В этом случае резервуар Т для хранения настоящего варианта выполнения может дополнительно включать в себя трубу, через которую газообразный азот вводится в цикл хладагента замкнутого контура.

[00272] Когда цикл хладагента работает как замкнутый контур, только отпарной газ, циркулирующий через замкнутый контур, используется в качестве хладагента во втором теплообменнике 140. Отпарной газ, проходящий через первый компрессор 120, не вводится в цикл хладагента, а подается к месту 180 потребления топлива или подвергается процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата. В связи с этим отпарной газ с заданным расходом потока циркулирует в качестве хладагента во втором теплообменнике 140 независимо от количества повторно сжиженного отпарного газа или количества отпарного газа, требуемого местом 180 потребления топлива.

[00273] Легко управлять расходом потока каждого из отпарного газа, подвергающегося процессу повторного сжижения, и отпарного газа, используемого в качестве хладагента, по сравнению со случаем, когда цикл хладагента настоящего варианта выполнения работает как замкнутый контур.

[00274] Поток отпарного газа в случае, когда цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как замкнутый контур, будет описан следующим образом.

[00275] Отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, проходит через первый теплообменник 110, а затем сжимается компрессором 120, и одна его часть охлаждается первым охладителем 130, а затем направляется к месту 180 потребления топлива, а его оставшаяся часть подвергается процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата.

[00276] Отпарной газ, который проходит через первый теплообменник 110 после выпуска из резервуара Т для хранения, может иметь давление, составляющее приблизительно 1 бар, и отпарной газ с давлением, составляющим приблизительно 1 бар, сжимается первым компрессором 120 до давления, составляющего приблизительно 17 бар. Давление отпарного газа, сжимаемого первым компрессором 120, может быть изменено в зависимости от производительности повторного сжижения и рабочих условий системы, требуемых системой.

[00277] Отпарной газ, подвергающийся процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата, охлаждается путем теплообмена с отпарным газом, который сжимается дожимным компрессором 124, охлаждается добавочным охладителем 136, а затем выпускается из резервуара Т для хранения посредством первого теплообменника 110. Отпарной газ, охлаждаемый первым теплообменником 110, дополнительно охлаждается путем теплообмена во втором теплообменнике 140, а затем расширяется первым устройством 150 декомпрессии так, что отпарной газ частично или полностью повторно сжижается.

[00278] Когда судно настоящего варианта выполнения не включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, непосредственно направляется в резервуар T для хранения. Когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, направляется к газожидкостному сепаратору 170. Газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 170, соединяется с отпарным газом, выпускаемым из резервуара Т для хранения, и направляется к первому теплообменнику 110. Жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 170, подается в резервуар T для хранения.

[00279] С другой стороны, после того, как отпарной газ, циркулирующий через цикл хладагента, сжимается дополнительным компрессором 124 и охлаждается дополнительным охладителем 134, отпарной газ дополнительно сжимается вторым компрессором 122 и охлаждается вторым охладителем 132, и направляется ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции. Отпарной газ, который проходит через дополнительный компрессор 124 и второй компрессор 122, а затем направляется ко второму теплообменнику 140, в первую очередь осуществляет теплообмен во втором теплообменнике 140 для охлаждения, а затем направляется к устройству 160 декомпрессии хладагента для расширения и охлаждения во вторую очередь.

[00280] Отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 124, может иметь давление, составляющее приблизительно 2 бара, и отпарной газ, имеющий давление, составляющее приблизительно 2 бара, может быть сжат вторым компрессором 122 до давления, составляющего приблизительно 32 бара. Давление отпарного газа, сжимаемого дополнительным компрессором 124, и давление отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором 122, могут быть изменены в зависимости от производительности повторного сжижения и рабочих условий, требуемых системой.

[00281] Отпарной газ, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента, направляется обратно ко второму теплообменнику 140 для использования в качестве хладагента, который охлаждает отпарной газ, проходящий через первый теплообменник 110, а затем подаваемый ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L3 возврата, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 124 и вторым компрессором 122, а затем подаваемый ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции. Отпарной газ, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента, а затем используется в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, направляется обратно к дополнительному компрессору 124, таким образом, повторяя вышеупомянутую последовательность процессов.

[00282] Если первый компрессор 120 или первый охладитель 130 выходит из строя, в то время как цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как замкнутый контур, первый клапан 191, второй клапан 192, девятый клапан 201 и двенадцатый клапан 205 закрываются, а третий клапан 193 и четвертый клапан 196 открываются, чтобы позволить подачу отпарного газа, который выпускается из резервуара Т для хранения, а затем проходит через первый теплообменник 110, к месту 180 потребления топлива через третий клапан 193, второй компрессор 122, второй охладитель 132 и четвертый клапан 194.

[00283]

[00284] Фиг. 7 представляет собой схему конфигурации, схематически показывающую систему обработки отпарного газа для судна в соответствии с шестым вариантом выполнения настоящего изобретения.

[00285] Судно шестого варианта выполнения, показанного на Фиг. 7, отличается от судна пятого варианта выполнения, показанного на Фиг. 6, тем, что судно включает в себя вторую дополнительную линию L11, тринадцатый клапан 206, который устанавливается на второй дополнительной линии L11, третью дополнительную линию L12, четырнадцатый клапан 207, который устанавливается на третьей дополнительной линии L12, четвертую дополнительную линию L13 и пятнадцатый клапан 208, который устанавливается на четвертой дополнительной линии L13. Далее главным образом будет описываться разница. Подробное описание того же элемента, что и у судна вышеупомянутого пятого варианта выполнения, будет опущено.

[00286] Со ссылкой на Фиг. 7 подобно пятому варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения включает в себя первый теплообменник 110, первый клапан 191, первый компрессор 120, первый охладитель 130, второй клапан 192, третий клапан 193, второй компрессор 122, второй охладитель 132 четвертый клапан 194, дожимной компрессор 126, добавочный охладитель 136, второй теплообменник 140, устройство 160 декомпрессии хладагента, дополнительный компрессор 124, дополнительный охладитель 134, девятый клапан 201, двенадцатый клапан 205 и первое устройство 150 декомпрессии.

[00287] Подобно пятому варианту выполнения первый теплообменник 110 отпарного газа настоящего варианта выполнения использует отпарной газ, выпускаемый из резервуара T для хранения, в качестве хладагента и охлаждает отпарной газ, направляемый к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата. То есть первый теплообменник 110 восстанавливает тепло, выделяемое при охлаждении, отпарного газа, выпускаемого из резервуара Т для хранения, и подает восстановленное тепло, выделяемое при охлаждении, отпарному газу, направляемому к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата. Пятый клапан 195, который управляет расходом потока отпарного газа и своим открытием/закрытием, может быть установлен на линии L3 возврата.

[00288] Подобно пятому варианту выполнения первый компрессор 120 настоящего варианта выполнения устанавливается на первой линии L1 подачи для сжатия отпарного газа, выпускаемого из резервуара Т для хранения, и подобно пятому варианту выполнения второй компрессор 122 настоящего варианта выполнения устанавливается параллельно первому компрессору 120 на второй линии L2 подачи, чтобы сжимать отпарной газ, выпускаемый из резервуара T для хранения. Первый компрессор 120 и второй компрессор 122 могут представлять собой компрессоры, имеющие одинаковые характеристики, и каждый из них может представлять собой многоступенчатый компрессор.

[00289] Подобно пятому варианту выполнения первый компрессор 120 и второй компрессор 122 настоящего варианта выполнения могут сжимать отпарной газ до давления, требуемого местом 180 потребления топлива. В дополнение, когда место 180 потребления топлива включает в себя различные типы двигателей, после того, как отпарной газ сжимается в соответствии с требуемым давлением двигателя, требующего более высокое давление, (далее называемого «двигателем высокого давления»), часть отпарного газа подается к двигателю высокого давления, а другая его часть подается к двигателю (далее называемому «двигателем низкого давления»), требующему более низкое давление. Отпарной газ может быть декомпрессирован устройством декомпрессии, установленным выше по потоку от двигателя низкого давления и подан к двигателю низкого давления. В дополнение, чтобы увеличить эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа в первом теплообменнике 110 и втором теплообменнике 140, первый компрессор 120 или второй компрессор 122 сжимает отпарной газ до высокого давления, равного или превышающего давление, требуемое местом 180 потребления топлива, и устройство декомпрессии устанавливается выше по потоку от места 180 потребления топлива для понижения давления отпарного газа, сжимаемого при высоком давлении, до давления, требуемого местом 180 потребления топлива, а затем подает декомпрессированный отпарной газ к месту 180 потребления топлива.

[00290] Подобно пятому варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения может дополнительно включать в себя одиннадцатый клапан 203, который устанавливается выше по потоку от места 180 потребления топлива для управления расходом потока отпарного газа, направляемого к месту 180 потребления топлива, и своим открытием/закрытием.

[00291] Подобно пятому варианту выполнения первый охладитель 130 настоящего варианта выполнения устанавливается ниже по потоку от первого компрессора 120 для охлаждения отпарного газа, который проходит через первый компрессор 120 и имеет повышенное давление и температуру. Подобно пятому варианту выполнения второй охладитель 132 настоящего варианта выполнения устанавливается ниже по потоку от второго компрессора 122 для охлаждения отпарного газа, который проходит через второй компрессор 122 и имеет повышенное давление и температуру.

[00292] Подобно пятому варианту выполнения дожимной компрессор 126 настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L3 возврата для увеличения давления отпарного газа, подаваемого к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата. Дожимной компрессор 126 может сжимать отпарной газ до давления, равного или ниже критической точки (в случае метана давление составляет приблизительно 55 бар) или до давления, превышающего критическую точку, и дожимной компрессор 126 настоящего варианта выполнения может сжимать отпарной газ до давления, составляющего приблизительно 300 бар, если отпарной газ сжимается до давления, равного или превышающего критическую точку.

[00293] Подобно пятому варианту выполнения добавочный охладитель 136 настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L3 возврата ниже по потоку от дожимного компрессора 126 для понижения температуры отпарного газа, который проходит через дожимной компрессор 126 и имеет не только повышенное давление, но и повышенную температуру.

[00294] Подобно пятому варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения дополнительно включает в себя дожимной компрессор 126 для увеличения давления отпарного газа, подвергающегося процессу повторного сжижения, таким образом, повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа, обеспечивая в достаточной степени концепцию избыточности и сокращая эксплуатационные расходы.

[00295] Подобно пятому варианту выполнения второй теплообменник 140 настоящего варианта выполнения дополнительно охлаждает отпарной газ, который подается к первому теплообменнику 110 вдоль линии L3 возврата и охлаждается первым теплообменником 110.

[00296] Подобно пятому варианту выполнения в соответствии с настоящим вариантом выполнения отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, дополнительно охлаждается не только в первом теплообменнике 110, но и во втором теплообменнике 140, и может быть подан к первому устройству 150 декомпрессии в состоянии, в котором температура ниже, таким образом, повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа.

[00297] Подобно пятому варианту выполнения устройство 160 декомпрессии настоящего варианта выполнения расширяет отпарной газ, который проходит через второй теплообменник 140, а затем направляет расширенный отпарной газ обратно ко второму теплообменнику 140.

[00298] Подобно пятому варианту выполнения дополнительный компрессор настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L5 рециркуляции для сжатия текучей среды, которая проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента и второй теплообменник 140. В дополнение, подобно пятому варианту выполнения дополнительный компрессор 124 настоящего варианта выполнения приводится в действие посредством энергии, генерируемой при расширении текучей среды посредством устройства 160 декомпрессии хладагента, и устройство 160 декомпрессии хладагента и дополнительный компрессор 124 могут образовывать компандер 900. Дополнительный компрессор 124 может иметь меньшую производительность, чем второй компрессор 122, и может иметь производительность, которая может обеспечиваться энергией, генерируемой устройством 160 декомпрессии хладагента.

[00299] Подобно пятому варианту выполнения в соответствии с настоящим вариантом выполнения может быть использована энергия, генерируемая устройством 160 декомпрессии хладагента, и добавляется дополнительный компрессор 124, имеющий меньшую производительность, чем первый компрессор 120 или второй компрессор 122, таким образом, повышая эффективность повторного сжижения и количество повторно сжиженного отпарного газа при низкой стоимости.

[00300] Подобно пятому варианту выполнения дополнительный охладитель 134 настоящего варианта выполнения устанавливается ниже по потоку от дополнительного компрессора 124 на линии L5 рециркуляции для понижения давления и температуры отпарного газа, которые увеличиваются из-за сжатия дополнительным компрессором 124.

[00301] В настоящем варианте выполнения подобно пятому варианту выполнения дополнительный компрессор 124 и дополнительный охладитель 134 устанавливаются на линии L5 рециркуляции для циркуляции текучей среды, используемой в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, вдоль того же пути, как в цикле хладагента замкнутого контура четвертого варианта выполнения, и подачи как топлива отпарного газа, проходящего через второй компрессор 122 и второй охладитель 132, к месту 180 потребления топлива более легко, чем в четвертом варианте выполнения, если первый компрессор 120 или первый охладитель 130 выходит из строя. В дополнение, как описано ниже, если второй компрессор 122 или второй охладитель 132 выходит из строя, в то время как система работает для подачи отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором 122, к месту 180 потребления топлива, возможно подавать как топливо отпарной газ, который проходит через первый компрессор 120 и первый охладитель 130, к месту 180 потребления топлива более легко, чем в четвертом варианте выполнения.

[00302] Подобно пятому варианту выполнения первое устройство 150 декомпрессии настоящего варианта выполнения устанавливается на линии L3 возврата для расширения отпарного газа, охлаждаемого первым теплообменником 110 и вторым теплообменником 140. Первое устройство 150 декомпрессии настоящего варианта выполнения включает в себя все средства, которые могут расширять и охлаждать отпарной газ, и может представлять собой расширительный клапан, такой как клапан Джоуля-Томсона, или детандер.

[00303] Подобно пятому варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения может включать в себя газожидкостный сепаратор 170, который устанавливается на линии L3 возврата ниже по потоку от первого устройства 150 декомпрессии и разделяет газожидкостную смесь, выпускаемую из первого устройства 150 декомпрессии, на газ и жидкость.

[00304] Подобно пятому варианту выполнения, когда судно настоящего варианта выполнения не включает в себя газожидкостный сепаратор 170, жидкость или отпарной газ в газожидкостном смешанном состоянии, который проходит через первое устройство 150 декомпрессии, непосредственно направляется в резервуар T для хранения, а когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, который проходит через первое устройство 150 декомпрессии, направляется к газожидкостному сепаратору 170 для разделения на газовую фазу и жидкую фазу. Жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 170, возвращается в резервуар T для хранения вдоль линии L3 возврата, а газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 170, подается к перовому теплообменнику 110 вдоль линии L4 выпуска газа, которая проходит от газожидкостного сепаратора 170 до первой линии L1 подачи выше по потоку от первого теплообменника 110.

[00305] Подобно пятому варианту выполнения, когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, судно может дополнительно включать в себя седьмой клапан 197, который управляет расходом потока жидкости, отделяемой газожидкостным сепаратором 170 и направляемой в резервуар T для хранения; и восьмой клапан 198, который управляет расходом потока газ, отделяемого газожидкостным сепаратором 170 и направляемого к первому теплообменнику 110.

[00306] В дополнение, подобно пятому варианту выполнения судно настоящего варианта выполнения не включает в себя первую дополнительную линию L6, и вторая линия L2 подачи, ответвляемая от первой линии L1 подачи, снова соединяется с первой линией L1 подачи, и линия L5 рециркуляции ответвляется от второй линии L2 подачи между вторым охладителем 132 и четвертым клапаном 194, а затем снова соединяется со второй линией L2 подачи между третьим клапаном 193 и вторым компрессором 122.

[00307] Однако в отличие от пятого варианта выполнения судно настоящего варианта выполнения дополнительно включает в себя первую дополнительную линию L11; двенадцатый клапан 206, установленный на второй дополнительной линии L11; третью дополнительную линию L12; четырнадцатый клапан 207, установленный на третьей дополнительной линии L12; четвертую дополнительную линию L13; и пятнадцатый клапан 208, установленный на четвертой дополнительной линии L13.

[00308] Вторая дополнительная линия L11 настоящего варианта выполнения ответвляется от линии L5 рециркуляции между дополнительным охладителем 134 и девятым клапаном 201 и ответвляется от первой линии L1 подачи между первым клапаном 191 и первым компрессором 120.

[00309] Третья дополнительная линия L12 настоящего варианта выполнения ответвляется от первой линии L1 подачи между первым охладителем 130 и вторым клапаном 192 для соединения с линией L5 рециркуляции между двенадцатым клапаном 205 и вторым теплообменником 140.

[00310] Четвертая дополнительная линия L13 настоящего варианта выполнения ответвляется от второй линии L2 подачи между вторым охладителем 132 и четвертым клапаном 194 для соединения с линией L3 возврата между пятым клапаном 195 и дожимным компрессором 126.

[00311] В соответствии с настоящим вариантом выполнения, в отличие от пятого варианта выполнения оба первый компрессор 120 и второй компрессор 122 выборочно используются для сжатия отпарного газа, подаваемого к циклу хладагента; или для сжатия отпарного газа, подаваемого к месту 180 потребления топлива. В дополнение, в соответствии с настоящим вариантом выполнения в отличие от пятого варианта выполнения не только отпарной газ, ответвляемый от первой линии L1 подачи, но и отпарной газ, ответвляемый от второй линии L2 подачи, может выборочно подвергаться процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата.

[00312] То есть в соответствии с пятым вариантом выполнения в обычное время отпарной газ, сжимаемый первым компрессор 120, направляется к месту 180 потребления топлива или подвергается процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата, а отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 122, циркулирует через цикл хладагента, и первый компрессор 120 и второй компрессор 122 не могут использоваться взаимозаменяемо.

[00313] С другой стороны, в соответствии с настоящим вариантом выполнения какой-либо из первого компрессора 120 и второго компрессора 122 выбирается для подачи отпарного газа к месту 180 потребления топлива или на линию L3 возврата для обеспечения другого компрессора, который не подает отпарной газ к месту 180 потребления топлива, чтобы осуществлять циркуляцию сжимаемого отпарного газа через цикл хладагента. В связи с этим в соответствии с настоящим вариантом выполнения имеется преимущество в том, что система может работать более свободно, чем в пятом варианте выполнения.

[00314] С первого по пятый клапаны, с седьмого по девятый клапаны и с одиннадцатого клапана по пятнадцатый клапан 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 201, 203, 205, 206, 207 и 208 настоящего варианта выполнения могут управляться вручную, позволяя человеку непосредственно определять рабочее состояние системы, и могут управляться автоматически для открытия или закрытия в зависимости от заданного значения.

[00315] Цикл хладагента настоящего варианта выполнения предпочтительно может работать как замкнутый контур. Далее будет описан способ работы цикла хладагента как замкнутого контура в соответствии с настоящим вариантом выполнения с помощью управления клапаном.

[00316]

[00317] Для работы цикла хладагента судна настоящего варианта выполнения как замкнутого контура, направления отпарного газа, сжимаемого первым компрессор 120, к месту 180 потребления топлива, и циркуляции отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором 122, через цикл хладагента, система работает, в то время как первый клапан 191, второй клапан 192, третий клапан 193, четвертый клапан 194, пятый клапан 195, девятый клапан 201 и двенадцатый клапан 205 открыты, а тринадцатый клапан 206, четырнадцатый клапан 207 и пятнадцатый клапан 208 закрыты.

[00318] Если отпарной газ, который выпускается из резервуара Т для хранения, а затем сжимается вторым компрессором 122, подается к линии L5 рециркуляции, третий клапан 193 и четвертый клапан 194 могут быть закрыты для образования цикла хладагента замкнутого контура, в котором отпарной газ циркулирует через второй компрессор 122, второй охладитель 132, двенадцатый клапан 205, второй теплообменник 140, устройство 160 декомпрессии хладагента, второй теплообменник 140, дополнительный компрессор 124, дополнительный охладитель 134 и девятый клапан 201.

[00319] Когда цикл хладагента выполнен в виде замкнутого контура, газообразный азот может использоваться в качестве хладагента, циркулирующего через замкнутый контур. В этом случае резервуар Т для хранения настоящего варианта выполнения может дополнительно включать в себя трубу, через которую газообразный азот вводится в цикл хладагента замкнутого контура.

[00320] Когда цикл хладагента работает как замкнутый контур, только отпарной газ, циркулирующий через замкнутый контур, используется в качестве хладагента во втором теплообменнике 140. Отпарной газ, проходящий через первый компрессор 120, не вводится в цикл хладагента, а подается к месту 180 потребления топлива или подвергается процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата. В связи с этим отпарной газ с заданным расходом потока циркулирует в качестве хладагента во втором теплообменнике 140 независимо от количества повторно сжиженного отпарного газа или количества отпарного газа, требуемого местом 180 потребления топлива.

[00321] Легко управлять расходом потока каждого из отпарного газа, подвергающегося процессу повторного сжижения, и отпарного газа, используемого в качестве хладагента, в случае, когда цикл хладагента настоящего варианта выполнения работает как замкнутый контур, по сравнению со случаем, в котором цикл хладагента работает как разомкнутый контур или независимый разомкнутый контур.

[00322] Поток отпарного газа, когда цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как замкнутый контур, отпарного газа, сжимаемого первым компрессором 120, который направляется к месту 180 потребления топлива, и отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором 122, который циркулирует через цикл хладагента, будет описан ниже.

[00323] Отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, проходит через первый теплообменник 110, а затем сжимается первым компрессором 120, и одна его часть охлаждается первым охладителем 130, а затем направляется к месту 180 потребления топлива, а его оставшаяся часть подвергается процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата.

[00324] Отпарной газ, который проходит через первый теплообменник 110 после выпуска из резервуара Т для хранения, может иметь давление, составляющее приблизительно 1 бар, и отпарной газ с давлением, составляющим приблизительно 1 бар, сжимается первым компрессором 120 до давления, составляющего приблизительно 17 бар. Давление отпарного газа, сжимаемого первым компрессором 120, может быть изменено в зависимости от производительности повторного сжижения и рабочих условий, требуемых системой.

[00325] Отпарной газ, подвергающийся процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата, охлаждается путем теплообмена с отпарным газом, который сжимается дожимным компрессором 124, охлаждается добавочным охладителем 136, а затем выпускается из резервуара Т для хранения посредством первого теплообменника 110. Отпарной газ, охлаждаемый первым теплообменником 110, дополнительно охлаждается путем теплообмена во втором теплообменнике 140, а затем расширяется первым устройством 150 декомпрессии так, что отпарной газ частично или полностью повторно сжижается.

[00326] Когда судно настоящего варианта выполнения не включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, непосредственно направляется в резервуар T для хранения. Когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, направляется к газожидкостному сепаратору 170. Газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 170, соединяется с отпарным газом, выпускаемым из резервуара Т для хранения, и направляется к первому теплообменнику 110. Жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 170, подается в резервуар T для хранения.

[00327] С другой стороны, после того, как отпарной газ, циркулирующий через цикл хладагента, сжимается дополнительным компрессором 124 и охлаждается дополнительным охладителем 134, отпарной газ дополнительно сжимается вторым компрессором 122 и охлаждается вторым охладителем 132, и направляется ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции. Отпарной газ, который проходит через дополнительный компрессор 126 и второй компрессор 122, а затем направляется ко второму теплообменнику 140, в первую очередь осуществляет теплообмен во втором теплообменнике 140 для охлаждения, а затем направляется к устройству 160 декомпрессии хладагента для расширения и охлаждения во вторую очередь.

[00328] Отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 124, может иметь давление, составляющее приблизительно 2 бара, и отпарной газ, имеющий давление, составляющее приблизительно 2 бара, может быть сжат вторым компрессором 122 до давления, составляющего приблизительно 32 бара. Давление отпарного газа, сжимаемого дополнительным компрессором 124, и давление отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором 122, могут быть изменены в зависимости от производительности повторного сжижения и рабочих условий, требуемых системой.

[00329] Отпарной газ, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента, направляется обратно ко второму теплообменнику 140 для использования в качестве хладагента, который охлаждает отпарной газ, проходящий через первый теплообменник 110, а затем подаваемый ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L3 возврата, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 124 и вторым компрессором 122, а затем подаваемый ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции. Отпарной газ, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента, а затем используется в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, направляется обратно к дополнительному компрессору 124, таким образом, повторяя вышеупомянутую последовательность процессов.

[00330] Если первый компрессор 120 или первый охладитель 130 выходит из строя, в то время как цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как замкнутый контур, отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120, направляется к месту 180 потребления топлива, и отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 122, циркулирует через цикл хладагента, первый клапан 191, второй клапан 192, пятый клапан 195, девятый клапан 201 и двенадцатый клапан 205 закрываются, а третий клапан 193 и четвертый клапан 196 открываются, чтобы позволить подачу отпарного газа, который выпускается из резервуара Т для хранения, а затем проходит через первый теплообменник 110, к месту 180 потребления топлива через третий клапан 193, второй компрессор 122, второй охладитель 132 и четвертый клапан 194.

[00331]

[00332] Для работы цикла хладагента судна настоящего варианта выполнения как замкнутого контура направления отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором 122, к месту 180 потребления топлива, и циркуляции отпарного газа, сжимаемого первым компрессором 120, через цикл хладагента, система работает, в то время как первый клапан 191, второй клапан 192, третий клапан 193, четвертый клапан 194, тринадцатый клапан 206, четырнадцатый клапан 207 и пятнадцатый клапан 208 открыты, а пятый клапан 195, девятый клапан 201 и двенадцатый клапан 207 закрыты.

[00333] Если отпарной газ, который выпускается из резервуара Т для хранения, а затем сжимается вторым компрессором 120, подается к линии L5 рециркуляции вдоль третьей дополнительной линии L12, первый клапан 191 и второй клапан 192 закрываются для образования цикла хладагента замкнутого контура, в котором отпарной газ циркулирует через первый компрессор 120, первый охладитель 130, двенадцатый клапан 207, второй теплообменник 140, устройство 160 декомпрессии хладагента, второй теплообменник 140, дополнительный компрессор 124, дополнительный охладитель 134 и девятый клапан 206.

[00334] Поток отпарного газа, когда цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как замкнутый контур, отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором 122, который направляется к месту 180 потребления топлива, и отпарного газа, сжимаемого первым компрессор 122, который циркулирует через цикл хладагента, будет описан ниже.

[00335] Отпарной газ, выпускаемый из резервуара Т для хранения, проходит через первый теплообменник 110, а затем сжимается компрессором 122, и одна его часть охлаждается вторым охладителем 132, а затем направляется к месту 180 потребления топлива, а его оставшаяся часть подвергается процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата через пятнадцатый клапан 208.

[00336] Отпарной газ, который проходит через первый теплообменник 110 после выпуска из резервуара Т для хранения, может иметь давление, составляющее приблизительно 1 бар, и отпарной газ с давлением, составляющим приблизительно 1 бар, сжимается вторым компрессором 122 до давления, составляющего приблизительно 17 бар. Давление отпарного газа, сжимаемого вторым компрессором 122, может быть изменено в зависимости от производительности повторного сжижения и рабочих условий, требуемых системой.

[00337] Отпарной газ, подвергающийся процессу повторного сжижения вдоль линии L3 возврата, охлаждается путем теплообмена с отпарным газом, который сжимается дожимным компрессором 124, охлаждается добавочным охладителем 136, а затем выпускается из резервуара Т для хранения посредством первого теплообменника 110. Отпарной газ, охлаждаемый первым теплообменником 110, дополнительно охлаждается путем теплообмена во втором теплообменнике 140, а затем расширяется первым устройством 150 декомпрессии так, что отпарной газ частично или полностью повторно сжижается.

[00338] Когда судно настоящего варианта выполнения не включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, непосредственно направляется в резервуар T для хранения. Когда судно настоящего варианта выполнения включает в себя газожидкостный сепаратор 170, отпарной газ, частично или полностью повторно сжиженный, направляется к газожидкостному сепаратору 170. Газ, отделяемый газожидкостным сепаратором 170, соединяется с отпарным газом, выпускаемым из резервуара Т для хранения, и направляется к первому теплообменнику 110. Жидкость, отделяемая газожидкостным сепаратором 170, подается в резервуар T для хранения.

[00339] С другой стороны, после того, как отпарной газ, циркулирующий через цикл хладагента, сжимается дополнительным компрессором 124 и охлаждается дополнительным охладителем 134, отпарной газ дополнительно сжимается первым компрессором 120 и охлаждается первым охладителем 130 и направляется ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L5 рециркуляции через четырнадцатый клапан 207. Отпарной газ, который проходит через дополнительный компрессор 126 и первый компрессор 120, а затем направляется ко второму теплообменнику 140, в первую очередь осуществляет теплообмен во втором теплообменнике 140 для охлаждения, а затем направляется к устройству 160 декомпрессии хладагента для расширения и охлаждения во вторую очередь.

[00340] Отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 124, может иметь давление, составляющее приблизительно 2 бара, и отпарной газ, имеющий давление, составляющее приблизительно 2 бара, может быть сжат первым компрессором 120 до давления, составляющего приблизительно 32 бара. Давление отпарного газа, сжимаемого дополнительным компрессором 124, и давление отпарного газа, сжимаемого первым компрессором 120, могут быть изменены в зависимости от производительности повторного сжижения и рабочих условий, требуемых системой.

[00341] Отпарной газ, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента, направляется обратно ко второму теплообменнику 140 для использования в качестве хладагента, который охлаждает отпарной газ, проходящий через первый теплообменник 110, а затем подаваемый ко второму теплообменнику 140 вдоль линии L3 возврата, и отпарной газ, сжимаемый дополнительным компрессором 124 и первым компрессором 120, а затем подаваемый ко второму теплообменнику 140 хладагента вдоль линии L5 рециркуляции. Отпарной газ, который проходит через устройство 160 декомпрессии хладагента, а затем используется в качестве хладагента во втором теплообменнике 140, направляется обратно к дополнительному компрессору 124, таким образом, повторяя вышеупомянутую последовательность процессов.

[00342] Если второй компрессор 122 или второй охладитель 132 выходит из строя, в то время как цикл хладагента судна настоящего варианта выполнения работает как замкнутый контур, отпарной газ, сжимаемый вторым компрессором 120, направляется к месту 180 потребления топлива, и отпарной газ, сжимаемый первым компрессором 120, циркулирует через цикл хладагента, третий клапан 193, четвертый клапан 194, тринадцатый клапан 206, четырнадцатый клапан 207 и пятнадцатый клапан 208 закрываются, а первый клапан 191 и второй клапан 206 открываются, чтобы позволить подачу отпарного газа, который выпускается из резервуара Т для хранения, а затем проходит через первый теплообменник 110, к месту 180 потребления топлива через первый клапан 191, первый компрессор 120, первый охладитель 130 и второй клапан 192.

[00343]

[00344] Настоящее изобретение не ограничивается вышеприведенными примерными вариантами выполнения, и в связи с этим специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, будет очевидно, что примерные варианты выполнения настоящего изобретения могут быть модифицированы или изменены различным образом без отклонения от технических объектов настоящего изобретения.

Реферат

Изобретение относится к водному транспорту и, конкретнее, к судну, включающему в себя систему для повторного сжижения отпарного газа, оставшегося после использования в качестве топлива двигателя среди отпарных газов, образующихся в резервуаре для хранения. Раскрыто судно, включающее в себя резервуар для хранения сжиженного газа. Судно включает в себя: первый компрессор, который сжимает одну или более частей отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; второй компрессор, который сжимает другую часть отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; дожимной компрессор, который сжимает одну часть отпарного газа, который сжимается по меньшей мере одним из первого компрессора и/или второго компрессора; первый теплообменник, который осуществляет теплообмен отпарного газа, сжимаемого дожимным компрессором, и отпарного газа, выпускаемого из резервуара для хранения; устройство декомпрессии хладагента, которое расширяет другую часть отпарного газа, который сжимается по меньшей мере одним из первого компрессора и/или второго компрессора; второй теплообменник, который охлаждает посредством текучей среды, расширяемой устройством декомпрессии хладагента, в качестве хладагента отпарной газ, который сжимается дожимным компрессором и осуществляет теплообмен посредством первого теплообменника; дополнительный компрессор, который сжимает хладагент, который проходит через устройство декомпрессии хладагента и второй теплообменник; и первое устройство декомпрессии, которое расширяет текучую среду, которая сжимается дожимным компрессором, а затем охлаждается первым теплообменником и вторым теплообменником, причем дополнительный компрессор приводится в действие с помощью энергии, генерируемой при расширении текучей среды посредством устройства декомпрессии хладагента. Обеспечивается повышение производительности повторного сжижения отпарного газа. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

Формула