用于船舶的蒸发气体再液化系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于船舶的蒸发气体再液化系统，所述系统使用蒸发气体作为制冷剂。

背景技术：

一般来说，天然气液化并且以液化天然气(liquefied natural gas；LNG)的形式长距离运输。液化天然气通过在常压下将天然气冷却到约-163℃的极低温度来获得，并且与呈气态的天然气相比，因为液化天然气的体积大大减小，所以非常适合由长距离海路运输。

即使液化天然气储存罐是隔热的，对完全隔绝外部热量仍存在限制。因此，液化天然气被传递到储存罐中的热量而在液化天然气储存罐中不断汽化。在储存罐中汽化的液化天然气被称作蒸发气体(boil-off gas；BOG)。

如果因产生蒸发气体而导致储存罐中的压力超出预定压力，那么蒸发气体从储存罐中排出。从储存罐中排出的蒸发气体用作发动机的燃料，或再液化且返回到储存罐。

通常，BOG再液化系统采用冷却循环以用于通过冷却再液化BOG。通过与制冷剂热交换来执行BOG的冷却，且本领域中使用将BOG自身用作制冷剂的部分再液化系统(partial reliquefaction system；PRS)。

图1是典型的部分再液化系统的示意性框图。

参考图1，在典型的部分再液化系统中，从储存罐T中排出的BOG由多级压缩机200通过多个阶段压缩且通过使用从储存罐中排出的BOG的热交换器100进行热交换而冷却。

由热交换器100冷却的流体由减压器300膨胀以使得流体中的一些或全部再液化，并且通过再液化BOG而产生的液化天然气利用气/液分离器400来与呈汽相的BOG分离。

技术实现要素：

[技术问题]

即使对于配置成处理在船舶航行期间所产生的所有BOG的再液化系统，在储存罐中装载液化天然气的情况以及其类似情况下仍需要烧尽过量的BOG。

本实用新型的实施例提供一种再液化系统，所述再液化系统能够为产生过量BOG的情况做准备且可在正常情况下操作。

[技术解决方法]

根据本实用新型的一个方面，用于船舶的蒸发气体(BOG)再液化系统包含：多级压缩机，压缩BOG；热交换器，通过将未由多级压缩机压缩的BOG用作制冷剂通过热交换来冷却由多级压缩机压缩的BOG；减压器，安置在热交换器下游且解压缩由热交换器冷却的流体；以及旁路管线，在绕过热交换器之后通过所述旁路管线将BOG供应到多级压缩机。

在热交换器不能使用时和/或在不需要再液化BOG时，BOG可在沿着旁路管线绕过热交换器之后供应到多级压缩机。

多级压缩机可包含至少一个油润滑型气缸，并且在热交换器的流体通道由冷凝或固化的润滑油部分或完全地阻塞时，BOG在沿着旁路管线绕过热交换器之后供应到多级压缩机。

从储存罐中排出的BOG可用作热交换器中的制冷剂，并且在供应到多级压缩机的BOG的压力不满足多级压缩机的进气压力条件时和/或在需要将储存罐的内部压力降低为低压时，BOG中的一些或全部可在沿着旁路管线绕过热交换器之后供应到多级压缩机以满足多级压缩机的进气压力条件。

如果热交换器的性能降低到其正常性能的60％到80％，那么可确定是时候去除冷凝或固化的润滑油。

可基于以下中的至少一项确定是时候去除冷凝或固化的润滑油：热交换器的冷流体通道的上游与热交换器的热流体通道的下游之间的温度差(以下称作‘冷流的温度差’)；热交换器的冷流体通道的下游与热交换器的热流体通道的上游之间的温度差(以下称作‘热流的温度差’)；以及热流体通道的上游与下游之间的压力差(以下称作‘热流体通道的压力差’)。

在‘冷流的温度差’与‘热流的温度差’之间的下限值是第一预设值或大于第一预设值的状态持续预定时间段或更长时间时，或在‘热流体通道的压力差’是第二预设值或大于第二预设值的状态持续预定时间段或更长时间时，可确定是时候去除冷凝或固化的润滑油。

BOG可通过旁路管线、多级压缩机、热交换器的热流体通道以及减压器循环直到热交换器正常化为止。

BOG可持续循环直到确定热交换器的热流体通道的温度增加到由多级压缩机压缩且传送到热交换器的热流体通道的BOG的温度为止。

可在去除冷凝或固化的润滑油期间驱动发动机。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种用于船舶的蒸发气体(BOG)再液化系统，包含：多级压缩机，压缩BOG；热交换器，通过将未由多级压缩机压缩的BOG用作制冷剂通过热交换来冷却由多级压缩机压缩的BOG；减压器，安置在热交换器下游且解压缩由热交换器冷却的流体；以及旁路管线，在绕过热交换器之后通过所述旁路管线将BOG供应到多级压缩机，其中在开始或重新开始BOG再液化时，BOG在沿着旁路管线绕过热交换器之后供应到多级压缩机。

由多级压缩机压缩且增加温度的BOG可供应到热交换器的热流体通道。

由多级压缩机压缩且增加温度的BOG供应到热交换器的热流体通道的流程可持续进行一预定时间段以从热交换器中去除残余物或异物。

预定时间段可以是2分钟到5分钟。

压缩机可包含至少一个油润滑型气缸，并且残余物可包含在先前BOG再液化时由压缩机压缩且传送到热交换器的BOG以及与由压缩机压缩的BOG混合的润滑油。

润滑油在热交换器内可呈冷凝或固化状态。

在预定时间段内，BOG可通过旁路管线、多级压缩机、热交换器的热流体通道以及减压器循环。

在预定时间段流逝之后，BOG可通过将BOG供应到热交换器的冷流体通道来再液化以便用作热交换器中的制冷剂。

由多级压缩机压缩的BOG中的一些可供应到主发动机。

多级压缩机可将BOG压缩到150巴到350巴的压力。

多级压缩机可将BOG压缩到80巴到250巴的压力。

热交换器可包含微通道型流体通道。

热交换器可以是印刷电路热交换器(printed circuit heat exchanger；PCHE)。

[有利效应]

根据本实用新型，即使从储存罐中排出的BOG的量超出再液化的BOG的量时，通过将BOG用作制冷剂，处理BOG是可能的。

根据本实用新型，因为传送到气体燃烧单元(gas combustion unit；GCU)的冷BOG可用于再液化BOG，所以增加待再液化的BOG的量同时降低传送到气体燃烧单元的BOG的量是可能的。因此，即使在产生过量BOG的情况下，待由气体燃烧单元燃烧的BOG的量仍可减少，由此尽可能地遏制在由船舶运输期间液化天然气的损失。

根据本实用新型，在绕过热交换器之后供应BOG的旁路管线可以各种方式使用。

附图说明

图1是典型的部分再液化系统的示意性框图；

图2是根据本实用新型的第一实施例的用于船舶的BOG再液化系统的示意性框图；

图3是根据本实用新型的第二实施例的用于船舶的BOG再液化系统的示意性框图；

图4是根据本实用新型的第三实施例的用于船舶的BOG再液化系统的示意性框图。

附图标号说明

100：热交换器；

200：多级压缩机；

210、220、230、240、250：压缩气缸；

300：减压器；

400：气/液分离器；

510：第一控制阀；

520：第二控制阀；

530：第三控制阀；

610：第一断流阀；

620：第二断流阀；

630：第三断流阀；

700：风机；

810、820、830、840、850：冷却器；

L1：第一排出管线；

L2：第二排出管线；

L3：旁路管线；

T：储存罐。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细地描述本实用新型的实施例。根据本实用新型的船舶可应用于各种船舶，例如装备有由天然气推动的发动机的船舶、包含液化气储存罐的船舶、海上结构等等。应理解，以下实施例可以各种方式修改且不限制本实用新型的范围。

虽然将借助于以下实施例中的实例描述液化天然气，但应理解，本实用新型可应用于各种类型的液化气并且以下实施例可以各种方式修改且不限制本实用新型的范围。

此外，根据本实用新型的系统的每一流体供应管线中的流体可具有液相、汽液混合相、汽相以及超临界流体相，这取决于系统的操作条件。

图2是根据本实用新型的第一实施例的用于船舶的BOG再液化系统的示意性框图。

参考图2，根据这一实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统包含多级压缩机200、热交换器100、减压器300以及第一排出管线L1。

虽然储存罐T配备有密封且隔热屏障以在低温温度下存储例如液化天然气的液化气，但是储存罐T不能完全隔绝来自外部的热传递并且储存罐T的内部压力可通过其中的液化气不断汽化而增加。为使内部压力维持适当程度，通过防止因BOG而导致储存罐的内部压力过度增加，将BOG从储存罐T中排出。

用于控制BOG的流动速率以及打开/关闭相应管线的第一控制阀510可安置在BOG从储存罐T中排出所通过的管线上。

根据这一实施例的多级压缩机200包含多个压缩气缸210、压缩气缸220、压缩气缸230、压缩气缸240、压缩气缸250以及多个冷却器810、冷却器820、冷却器830、冷却器840、冷却器850，并且通过多个阶段压缩从储存罐T中排出的BOG。在这一实施例中，多个冷却器810、冷却器820、冷却器830、冷却器840、冷却器850安置在多个压缩气缸210、压缩气缸220、压缩气缸230、压缩气缸240、压缩气缸250的下游以与压缩气缸210、压缩气缸220、压缩气缸230、压缩气缸240、压缩气缸250交替地布置，并且冷却由压缩气缸210、压缩气缸220、压缩气缸230、压缩气缸240、压缩气缸250压缩且增加温度的BOG。

由多级压缩机200压缩的一些BOG可供应到船舶的主发动机，并且不待由主发动机使用的其它BOG可供应到热交换器100以便进行再液化流程。

主发动机可以是ME-GI发动机(ME-GI engine)，其由两个冲程组成且采用狄塞尔循环(diesel cycle)，其中压力为约300巴的高压天然气直接注入到靠近活塞的上止点的燃烧室中。

ME-GI发动机已知使用压力为约150巴到400巴，优选地约150巴到350巴，更优选地约300巴的天然气作为燃料。

多级压缩机200可将BOG压缩到主发动机所需的压力，例如在主发动机是ME-GI发动机时压力为约150巴到350巴。

代替于ME-GI发动机作为主发动机，可使用将压力为约6巴到20巴的BOG用作燃料的X-DF发动机或DF发动机。在这种情况下，因为待供应到主发动机的压缩的BOG具有低压，所以待供应到主发动机的压缩的BOG可进一步压缩以用于再液化。用于再液化的进一步压缩的BOG的压力可为约80巴到250巴。

已穿过多级压缩机200的气缸中的一些气缸210、气缸220的一些BOG可被分配且供应到发电机。根据这一实施例的发电机需要压力为约6.5巴的天然气，并且由多级压缩机200的气缸中的一些气缸210、气缸220压缩到压力为6.5巴的一些BOG可供应到发电机。用于控制BOG的流动速率以及打开/关闭相应管线的第三控制阀530可安置在BOG从多级压缩机200供应到发电机所通过的管线上。

根据这一实施例，热交换器100通过使用从储存罐T中排出的BOG的热交换来冷却由多级压缩机200压缩的BOG中的一些或全部。

如果热交换器100例如在热交换器100的检修或故障时不可用，那么可允许从储存罐T中排出的BOG通过旁路管线L3绕过热交换器100。根据这一实施例，旁路管线L3配备有第三断流阀630，其打开或关闭旁路管线L3。第三断流阀630在正常时间关闭并且在需要使用旁路管线L3时打开。

旁路管线L3可用于以下情况。

1、在热交换器不能使用的情况下

基本上，旁路管线L3用于热交换器100不可用的情况下，例如在热交换器100的检修或故障时。举例来说，在当由多级压缩机200压缩的BOG中的一些或全部供应到主发动机时热交换器100不可用的情况下，放弃再液化未由主发动机使用的剩余的BOG，并且从储存罐T中排出的BOG在沿着旁路管线L3绕过热交换器100之后直接供应到多级压缩机200以进行压缩。随后，由多级压缩机200压缩的BOG供应到主发动机，并且剩余的BOG传送到气体燃烧单元且由气体燃烧单元燃烧。

2、用以去除冷凝或固化的润滑油

作为针对热交换器100的检修使用旁路管线L3的实例，在热交换器100的流体通道由冷凝或固化的润滑油堵塞时，可以通过旁路管线L3去除冷凝或固化的润滑油。

包含在多级压缩机200中的气缸210、气缸220、气缸230、气缸240、气缸250中的一些气缸可以无油润滑方式操作，而其它气缸可以油润滑方式操作。具体来说，在BOG压缩到80巴或大于80巴、优选地100巴或大于100巴以便将由多级压缩机200压缩的BOG用作主发动机的燃料或用于实现再液化效率时，多级压缩机200包含油润滑型气缸以便将BOG压缩到高压。

在相关技术中，用于润滑和冷却的润滑油供应到往复型多级压缩机200(例如，其活塞密封部件)，以便将BOG压缩到100巴或大于100巴。

因为润滑油供应到油润滑型气缸，所以在相关技术中一些润滑油与已经穿过油润滑型气缸的BOG混合。本实用新型的创作人发现，因为与BOG混合的润滑油在热交换器100中比BOG提早冷凝或固化且累积于热交换器100的流体通道中，所以因累积于热交换器100中的冷凝或固化的润滑油的量随着时间而增加而导致在一定时间段之后需要从热交换器100中去除冷凝或固化的润滑油。

具体来说，虽然根据这一实施例的热交换器100理想的是印刷电路热交换器(PCHE也称为DCHE)，因考虑到待再液化的BOG的压力和/或流动速率、再液化效率等等，但是PCHE具有狭窄弯曲形流体通道(微通道型流体通道)并且因此具有问题，例如易于由冷凝或固化的润滑油堵塞流体通道、易于在流体通道的弯曲形部分处累积冷凝或固化的润滑油等等。PCHE(DCHE)由神钢有限公司(Kobelco Co.,Ltd.)、阿法拉伐有限公司(Alfa Laval Co.,LTd.)以及类似公司制造。

在热交换器100的流体通道由冷凝或固化的润滑油堵塞时，热交换器100的冷却效率可降低。因此，如果热交换器100的性能低于正常性能的预设值，那么可估计冷凝或固化的润滑油在热交换器100中累积一定量或更多。举例来说，如果热交换器100的性能降低到正常性能的约50％到约90％、优选地约60％到约80％、更优选地约70％或小于70％，那么可确定是时候从热交换器100中去除冷凝或固化的润滑油。

在本文中，正常性能的“约50％到约90％”的范围包含约50％或小于50％、约60％或小于60％、约70％或小于70％、约80％或小于80％以及约90％或小于90％的所有值，并且正常性能的“约60％到约80％”的范围包含约60％或小于60％、约70％或小于70％以及约80％或小于80％的所有值。

在热交换器100的性能劣化时，可以基于以下来确定是否是时候去除冷凝或固化的润滑油：供应到热交换器100或从热交换器100中排出的冷流体的温度差(即热交换器100的冷流体通道的上游与其热流体通道的下游之间的温度差，下文称为“冷流的温度差”)；供应到热交换器100或从热交换器100中排出的热流体的温度差(即热交换器100的冷流体通道的下游与其热流体通道的上游之间的温度差，下文称为“热流的温度差”)；以及热交换器100的热流体通道的上游与下游之间的压力差(下文称为“热流体通道的压力差”)，等等。

热交换器100的冷流体通道是指BOG从储存罐T中排出供应到热交换器100所通过的流体通道，并且热交换器100的热流体通道是指将由多级压缩机200压缩的BOG供应到其上所通过的流体通道。

因为从储存罐T中排出的BOG不与油混合或具有痕量的油以且润滑油与BOG混合的时间点是在BOG由多级压缩机200压缩时，所以冷凝或固化的润滑油实质上不累积于热交换器100(其将从储存罐T中排出的BOG用作制冷剂并且随后将BOG供应到多级压缩机200)的冷流体通道中并且累积于热交换器100的热流体通道中，其中将由多级压缩机200压缩的BOG冷却且供应到减压器300。

因此，因为基于体通道被冷凝或固化的润滑油堵塞导致热交换器100的上游与下游之间的压力差在热流体通道中快速增加，所以需要通过测量热交换器100的热流体通道的压力来确定是否是时候去除冷凝或固化的润滑油。

考虑到具有狭窄且弯曲形流体通道的PCHE可用作根据这一实施例的热交换器，可以有利地使用关于基于热交换器100的上游与下游之间的压力差判断是否是去除冷凝或固化的润滑油的时间。

更具体地说，在冷流的温度差与热流的温度差之间的下限值是第一预设值或大于第一预设值的状态持续预定时间段或更长时间时，或在热流体通道的压力差是第二预设值或大于第二预设值的状态持续预定时间段或更长时间时，可确定是时候去除冷凝或固化的润滑油。

第一预设值范围介于约20℃到约50℃、优选地约30℃到约40℃、更优选地约35℃；第二预设值范围介于约1巴到约5巴、优选地约1.5巴到约3巴、更优选地约2巴(200千帕)；以及预定时间段可为约1小时。

如果确定是时候去除冷凝或固化的润滑油，那么执行通过旁路管线L3去除冷凝或固化的润滑油的流程。

从储存罐T中排出的BOG通过旁路管线L3传送到多级压缩机200且防止被供应到热交换器100。因此，制冷剂不供应到热交换器100。

从储存罐T中排出的BOG通过旁路管线L3绕过热交换器100，并且随后传送到多级压缩机200。传送到多级压缩机200的BOG由多级压缩机200压缩同时经受温度以及压力增加。由多级压缩机200压缩到约300巴的BOG的温度为约40℃到约45℃。

在由多级压缩机200压缩的BOG持续供应到热交换器100时，用作热交换器100中的制冷剂并且从储存罐T中排出的冷BOG并不供应到热交换器100，并且热BOG持续供应到热交换器100，由此逐渐增加热交换器100的热流体通道的温度，其中由压缩机200压缩的BOG是通过所述热流体通道传送。

在热交换器100的热流体通道的温度超出润滑油的冷凝或固化点时，累积于热交换器100中的冷凝或固化的润滑油逐渐熔化或粘度降低，并且随后熔化的或低粘度的润滑油与BOG混合且排出热交换器100。

随着热交换器100的热流体通道的温度增加，累积于热交换器100中的冷凝或固化的润滑油逐渐熔化或粘度降低且随后在与BOG混合之后传送到气/液分离器400。在通过旁路管线L3去除热交换器100中的冷凝或固化的润滑油的流程中，因为BOG不再液化，所以气/液分离器400中不收集再液化气，并且BOG以及熔化的或低粘度的润滑油被收集。

气/液分离器400中收集的气态BOG从气/液分离器400中排出且沿着旁路管线L3传送到多级压缩机200。

在通过旁路管线L3去除冷凝或固化的润滑油时，BOG通过旁路管线L3、多级压缩机200、热交换器100的热流体通道、减压器300以及气/液分离器400循环直到热交换器100正常化为止，并且这一循环流程持续直到确定热交换器100的热流体通道的温度增加到由多级压缩机200压缩且传送到热交换器100的热流体通道的BOG的温度为止。或者，循环流程也可持续直到在经验上确定已经过了足够时间为止。

如果确定热交换器100中的冷凝或固化的润滑油中的大部分被收集在气/液分离器400中(即如果确定热交换器100正常化)，那么通过阻止由多级压缩机200压缩的BOG流入热交换器100来使熔化的或低粘度的润滑油从气/液分离器400中排出。

为使熔化的或低粘度的润滑油从气/液分离器400中快速排出，可将氮气供应到气/液分离器400中(氮气吹扫)。在氮气吹扫时，可在约5巴到约7巴的压力下将氮气供应到气/液分离器400中。

除了在热交换器100内的冷凝或固化的润滑油以外，也可以通过上述流程去除累积于管道、阀门、仪器以及其它设备中的冷凝或固化的润滑油。

根据本实用新型，可在从热交换器100中去除冷凝或固化的润滑油期间驱动发动机(主发动机和/或发电发动机)。如果可以在从热交换器100中去除冷凝或固化的润滑油期间驱动发动机，那么由于可能在发动机运行期间检修热交换器100，所以有利的是可能在检修热交换器100期间使用剩余的BOG推动船舶以及发电并且去除冷凝或固化的润滑油。

此外，当发动机在从热交换器100中去除冷凝或固化的润滑油期间驱动时，其中有利的是可能在由压缩机200压缩期间燃烧与BOG混合的润滑油。也就是说，发动机不仅出于推动船舶或发电的目的使用，并且还用以去除与BOG混合的油。

3、在不需要再液化BOG的情况下

另外，如果因如在船舶压载状态下的极少剩余的BOG而导致不需要再液化BOG，那么从储存罐T中排出的所有BOG可传送到旁路管线L3以便允许所有BOG在绕过热交换器100之后直接传送到多级压缩机200。由多级压缩机200压缩的BOG用作用于主发动机的燃料。如果因极少剩余的BOG而确定不需要再液化BOG，那么第三断流阀630可控制为自动地打开。

本实用新型的创作人发现，在BOG通过根据本实用新型的具有狭窄流体通道的热交换器供应到发动机时，BOG由于热交换器而遭受严重的压降。如果不需要再液化BOG，那么燃料可绕过热交换器100并通过压缩BOG来流畅地供应到发动机，如上文所描述。

4、在开始或重新开始BOG再液化时

由于不再液化的BOG的量增加，旁路管线L3也可用于再液化BOG。

在因BOG的量增加而导致需要再液化BOG时(即在开始或重新开始BOG再液化时)，从储存罐T中排出的所有BOG可传送到旁路管线L3以便允许所有BOG在绕过热交换器100之后直接传送到多级压缩机200，并且由多级压缩机200压缩的BOG可传送到热交换器100的热流体通道。由多级压缩机200压缩的BOG中的一些可供应到主发动机。

当在开始或重新开始BOG再液化时通过上述流程热交换器100的热流体通道的温度增加时，有利的是BOG再液化可以在去除可在先前BOG再液化流程中保留在热交换器100、其它设备、管道等中的任何冷凝或固化的润滑油、其它残余物或杂质之后开始。

残余物可包含在先前BOG液化过程中由多级压缩机200压缩并且随后供应到热交换器的BOG以及与所述由多级压缩机200压缩的BOG混合的润滑油。

如果在开始或重新开始BOG再液化时从储存罐T中排出的冷BOG直接供应到热交换器100而不通过旁路管线L3增加热交换器100的温度，那么从储存罐T中排出的冷BOG在热BOG不传送到热交换器100的热流体通道的状态下传送到热交换器100的冷流体通道。因此，以未经冷凝的或非固化的状态残留在热交换器100中的润滑油也可随着热交换器100的温度降低而冷凝或固化。

当旁路管线L3用于在特定时间段内增加热交换器100的温度时(如果确定几乎完全去除冷凝或固化的润滑油或其它杂质，那么特定时间段可由本领域的技术人员确定且可为约1分钟到约30分钟、优选地约3分钟到约10分钟并且更优选地约2分钟到约5分钟)，通过缓慢地打开第一阀门510和第二阀门520同时缓慢地关闭第三断流阀630来开始BOG再液化。随着时间进一步流逝，第一阀门510和第二阀门520完全打开并且第三断流阀630完全关闭以允许将从储存罐T中排出的所有BOG用作制冷剂以用于再液化热交换器100中的BOG。

5、满足多级压缩机的进气压力条件

另外，在储存罐T的内部压力较低时可使用旁路管线L3以满足多级压缩机200的进气压力条件。

在储存罐T具有较低内部压力的情况下(例如在因储存罐T中的少量液化气而导致所产生的BOG的量较少时)或因船舶的高速而导致供应到发动机以用于推进船舶的BOG的量较大，多级压缩机200通常不满足多级压缩机200的上游的进气压力条件。

具体来说，在PCHE(DCHE)用作热交换器100中，在从储存罐T中排出的BOG穿过PCHE时，因热交换器的狭窄流体通道而导致压降较大。

通常，在多级压缩机200未能满足进气压力条件时，通过经由安置在多级压缩机200中的再循环管线再循环BOG中的一些或全部来保护多级压缩机200。

然而，如果多级压缩机200的进气压力条件通过再循环BOG而满足，那么由多级压缩机200压缩的BOG的量减少，由此导致再液化性能劣化并且未能满足发动机的燃料消耗需求。具体来说，如果发动机不满足燃料消耗需求，那么船舶的操作可受到明显干扰。因此，需要一种BOG再液化方法，其即使在储存罐T的内部压力较低时也能够满足多级压缩机200的进气压力条件以及发动机的燃料消耗需求。

根据本实用新型，代替于提供额外设备，即使在储存罐T的内部压力较低时，也可使用提供以用于维护以及检修热交换器100的旁路管线L3满足多级压缩机200的进气压力条件而不减少由多级压缩机200压缩的BOG的量。

根据本实用新型，在储存罐T的内部压力降低到预设值或小于预设值时，打开第三断流阀630以允许从储存罐T中排出的BOG中的一些或全部通过旁路管线L3绕过热交换器100直接传送到多级压缩机200。

传送到旁路管线L3的BOG的量可取决于多级压缩机200所需的进气压力条件与储存罐T的压力相比来调节。也就是说，可通过打开第三断流阀630来将从储存罐T中排出的所有BOG传送到旁路管线L3，或可通过部分地打开第三断流阀630来仅将从储存罐T中排出的BOG中的一些传送到旁路管线L3并且可将残留的BOG传送到热交换器100。随着通过旁路管线L3绕过热交换器100的BOG的量增加，BOG的压降降低。

虽然从储存罐T中排出的BOG在绕过热交换器100之后直接传送到多级压缩机200时具有使压降最小化的优点，但是BOG的冷热量不能用于再液化BOG。因此，基于储存罐T的内部压力、发动机的燃料消耗需求、待再液化的BOG的量等等来决定使用旁路管线L3以降低压降以及决定从储存罐T中排出的BOG的量中传送到旁路管线L3的BOG的量。

举例来说，在储存罐T的内部压力是预设值或小于预设值以及以预定速度或大于预定速度操作船舶时，可确定使用旁路管线L3降低压降是有利的。具体来说，在储存罐T的内部压力为1.09巴或小于1.09巴以及船舶的速度为17节或大于17节时，可确定使用旁路管线L3降低压降是有利的。

另外，即使在从储存罐T中排出的所有BOG通过旁路管线L3传送到多级压缩机200时，通常并不满足多级压缩机200的进气压力条件。在这种情况下，可以使用安置在热交换器100内的再循环管线来满足进气压力条件。

也就是说，在因储存罐T的压力降低而导致不能满足多级压缩机200的进气压力条件时，在相关技术中使用再循环管线来保护多级压缩机200，然而根据本实用新型，为了满足多级压缩机200的进气压力条件首先使用旁路管线L3，并且在从储存罐T中排出的所有BOG通过旁路管线L3传送到多级压缩机之后也不能满足压缩机200的进气压力条件时其次使用再循环管线。

为了通过首先使用旁路管线L3以及其次使用再循环管线来满足压缩机200的进气压力条件，将在第三断流阀630打开的压力条件设置成比在再循环阀打开的压力条件更高的值。

优选地基于压缩机200的上游压力来确定在再循环阀打开的条件以及在第三断流阀630打开的条件。或者，可基于储存罐T的内部压力来确定这些条件。

多级压缩机200的上游压力可由安置在多级压缩机200的上游的第一压力传感器(未示出)来测量，并且储存罐T的内部压力可由第二压力传感器(未示出)来测量。

第三断流阀630是比典型阀门提供更高响应的阀门，以便根据于储存罐T的压力变化允许快速调节打开的程度。

6、在储存罐的内部压力降低到低压的情况下

此外，在需要使储存罐T的内部压力降低到低压时，即使在储存罐T的内部压力降低时也可使用旁路管线L3以满足多级压缩机200的进气压力条件。

根据这一实施例的减压器300使由多级压缩机200压缩并且随后由热交换器100冷却的BOG膨胀。BOG中的一些或全部通过由多级压缩机200压缩、由热交换器100冷却以及由减压器300减压而再液化。根据这一实施例的减压器300可以是例如焦耳汤姆森阀(Joule-Thomson valve)的膨胀阀或可以是膨胀器。

根据这一实施例的第一排出管线L1从管线中分支以将从储存罐T中排出的BOG中的一些或全部传送到气体燃烧单元，其中所述管线是从储存罐T中排出的BOG传送到热交换器100所通过的管线。

根据这一实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统允许将储存罐T中产生的BOG中的一些或全部通过第一排出管线L1传送到气体燃烧单元且由气体燃烧单元燃烧，并且因此可为例如在装载液化天然气等时储存罐T中产生的BOG过量的情况做准备。

第一排出管线L1配备有第一断流阀610以及风机700，所述第一断流阀610打开或关闭第一排出管线L1，并且所述风机700安置在第一断流阀610的下游以引入BOG且将BOG传送到气体燃烧单元。

根据这一实施例的提供到船舶的BOG再液化系统可进一步包含气/液分离器400，其安置在减压器300的下游以从液化天然气中分离呈汽相残留的BOG，所述液化天然气通过多级压缩机200、热交换器100以及减压器300再液化BOG产生。

由气/液分离器400分离的液化气可传送到储存罐T，并且由气/液分离器400分离的BOG可与从储存罐T中排出的BOG结合且传送到热交换器100。

在由气/液分离器400分离的BOG与从储存罐T中排出的BOG结合处的连接点可安置于第一排出管线L1的分支点与热交换器100之间。也就是说，在从储存罐T中排出的BOG传送到热交换器100所通过的管线上，第一排出管线L1的分支点以及由气/液分离器400分离的BOG的连接点可依序按BOG的流动方向安置。

虽然图2示出由气/液分离器400分离的BOG在第一排出管线L1的分支点与热交换器100之间与从储存罐T中排出的BOG结合，但是根据这一实施例的由气/液分离器400分离的BOG可在储存罐T与第一排出管线L1的分支点之间与其结合。也就是说，在从储存罐T中排出的BOG传送到热交换器100所通过的管线上，由气/液分离器400分离的BOG的连接点以及第一排出管线L1的分支点可依序按BOG的流动方向安置。

在由气/液分离器400分离的BOG的连接点安置于第一排出管线L1的分支点与热交换器100之间的结构中，从储存罐T中排出的BOG中的一些或全部沿着第一排出管线L1传送到气体燃烧单元，并且由气/液分离器400分离的所有BOG传送到热交换器100。

在根据这一实施例的BOG再液化系统中，用于控制BOG的流量以及打开/关闭相应管线的第二控制阀520可安置在排出由气/液分离器400分离的气态BOG所通过的管线上。

图3是根据本实用新型的第二实施例的用于船舶的BOG再液化系统的示意性框图。

图3中所示的根据第二实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统与图2中所示的根据第一实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统不同，不同之处在于根据第二实施例的BOG再液化系统进一步包含第二排出管线L2，并且以下描述将集中于第二实施例的不同配置。与根据第一实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统的那些组件相同的组件的详细描述将省略。

参考图3，如在第一实施例中，根据第二实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统包含多级压缩机200、热交换器100、减压器300以及第一排出管线L1。

如在第一实施例中，用于控制BOG的流动速率以及打开/关闭相应管线的第一控制阀510可安置在从储存罐T中排出BOG的管线上。

如在第一实施例中，根据这一实施例的多级压缩机200包含多个压缩气缸210、压缩气缸220、压缩气缸230、压缩气缸240、压缩气缸250以及多个冷却器810、冷却器820、冷却器830、冷却器840、冷却器850，并且通过多个阶段压缩从储存罐T中排出的BOG。

如在第一实施例中，由多级压缩机200压缩的一些BOG可供应到主发动机以用于推动船舶，并且不由主发动机使用的其它BOG可供应到热交换器100以便进行再液化流程。

如在第一实施例中，主发动机可以是ME-GI发动机。

如在第一实施例中，多级压缩机200可将BOG压缩到主发动机所需的压力，例如在主发动机是ME-GI发动机时压力为约300巴。

已穿过多级压缩机200的气缸中的一些气缸210、气缸220的一些BOG可被分配且供应到发电机。根据这一实施例的发电机需要压力为约6.5巴的天然气，并且由多级压缩机200的气缸中的一些气缸210、气缸220压缩到压力为6.5巴的一些BOG可供应到发电机。用于控制BOG的流动速率以及打开/关闭相应管线的第三控制阀530可安置在BOG从多级压缩机200供应到发电机所通过的管线上。

根据这一实施例，热交换器100通过使用从储存罐T中排出的BOG的热交换来冷却由多级压缩机200压缩的BOG中的一些或全部。

如在第一实施例中，如果热交换器100例如在热交换器100的检修或故障时不可用，那么可允许从储存罐T中排出的BOG通过旁路管线L3绕过热交换器100。根据这一实施例，旁路管线L3配备有第三断流阀630，其打开或关闭旁路管线L3。

如在第一实施例中，根据这一实施例的旁路管线L3可用以：1、在热交换器不能使用的情况下，例如在热交换器100的检修或故障时；2、用以在热交换器100的流体通道由冷凝或固化的润滑油堵塞时去除冷凝或固化的润滑油；3、在因极少剩余的BOG而导致不需要再液化BOG时；4、在因BOG的量增加而导致需要再液化BOG时(即在开始或重新开始BOG再液化时)；5、用以在储存罐T的内部压力较低时满足多级压缩机200的进气压力条件；以及6、在储存罐T的内部压力降低到低压的情况下。

如在第一实施例中，根据这一实施例的减压器300使由多级压缩机200压缩并且随后由热交换器100冷却的BOG膨胀。如在第一实施例中，BOG中的一些或全部通过由多级压缩机200压缩、由热交换器100冷却以及由减压器300减压而再液化。根据这一实施例的减压器300可以是例如焦耳汤姆森阀的膨胀阀或可以是膨胀器。

如在第一实施例中，根据这一实施例的第一排出管线L1从管线中分支以将从储存罐T中排出的BOG中的一些或全部传送到气体燃烧单元，其中所述管线是从储存罐T中排出的BOG传送到热交换器100所通过的管线。

如在第一实施例中，根据这一实施例的第一排出管线L1配备有第一断流阀610以及风机700，所述第一断流阀610打开或关闭第一排出管线L1，并且所述风机700安置在第一断流阀610的下游以引入BOG且将BOG传送到气体燃烧单元。

根据这一实施例的提供到船舶的BOG再液化系统可进一步包含从BOG自热交换器100传送到多级压缩机200所通过的管线中分支且连接到第一排出管线L1的第二排出管线L2。用于打开或关闭第二排出管线L2的第二断流阀620可安置在第二排出管线L2上。

根据这一实施例，第一排出管线L1用于在热交换器100不可用(例如在热交换器100的检修或故障时)的情况下在绕过热交换器100之后将BOG从储存罐T中传送到气体燃烧单元，并且第二排出管线L2在热交换器100可使用的情况下在需要将从储存罐T中排出的BOG传送到气体燃烧单元时使用。

虽然在这个实施例中BOG再液化系统包含第一排出管线L1以及第二排出管线L2，但是根据本实用新型的BOG再液化系统可被配置成使得在热交换器100与多级压缩机200之间分支的第二排出管线L2直接连接到气体燃烧单元，而无需包含在储存罐T与热交换器100之间分支的第一排出管线L1

在图2中所示的第一实施例中，因为从储存罐T中排出且传送到气体燃烧单元的BOG在热交换器100的上游分支，所以仅将从储存罐T中排出且传送到多级压缩机200的BOG用作热交换器100中的制冷剂。

然而根据第二实施例，因为BOG通过在热交换器100下游分支的第二排出管线L2传送到气体燃烧单元，所以从储存罐T中排出且传送到气体燃烧单元的BOG以及从储存罐T中排出且传送到多级压缩机200的BOG都用作用于热交换器100的制冷剂。

因此，根据这一实施例的BOG再液化系统的热交换器100可比根据第一实施例的BOG再液化系统的热交换器100具有更高的冷却效率。随着热交换器100的冷却效率增加，再液化BOG的量增加且剩余的BOG再液化或传送到气体燃烧单元，由此减少待传送到气体燃烧单元且由气体燃烧单元燃烧的BOG的量。

根据这一实施例的热交换器100被设计成比根据第一实施例的热交换器具有更大容量以便容纳传送到气体燃烧单元的BOG。

根据这一实施例，第二排出管线L2优选地在第一断流阀610的下游连接到第一排出管线L1。在BOG再液化系统包含风机700的结构中，第二排出管线L2优选地在第一断流阀610与风机700之间连接到第一排出管线L1。

根据这一实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统允许将储存罐T中产生的BOG中的一些或全部通过第一排出管线L1或第二排出管线L2传送到气体燃烧单元且由气体燃烧单元燃烧，并且因此可为例如在装载液化天然气等时储存罐T中产生的BOG过量的情况做准备。

如在第一实施例中，根据这一实施例的提供到船舶的BOG再液化系统可进一步包含气/液分离器400，其安置在减压器300的下游以从液化天然气中分离呈汽相残留的BOG，所述液化天然气通过多级压缩机200、热交换器100以及减压器300再液化BOG产生。

如在第一实施例中，根据这一实施例，由气/液分离器400分离的液化气可传送到储存罐T，并且由气/液分离器400分离的BOG可与从储存罐T中排出的BOG结合且传送到热交换器100。

如在第一实施例中，根据这一实施例，在由气/液分离器400分离的BOG与从储存罐T中排出的BOG结合处的连接点可安置于第一排出管线L1的分支点与热交换器100之间。另外，如在第一实施例中，根据这一实施例，由气/液分离器400分离的BOG可在储存罐T与第一排出管线L1的分支点之间与其结合。

如在第一实施例中，在由气/液分离器400分离的BOG的连接点安置于第一排出管线L1的分支点与热交换器100之间的结构中，从储存罐T中排出的BOG中的一些或全部沿着第一排出管线L1传送到气体燃烧单元，并且由气/液分离器400分离的所有BOG传送到热交换器100。

在根据这一实施例的BOG再液化系统中，用于控制BOG的流量以及打开/关闭相应管线的第二控制阀520可安置在排出由气/液分离器400分离的气态BOG所通过的管线上。

图4是根据本实用新型的第三实施例的用于船舶的BOG再液化系统的示意性框图。

图4中所示的根据第三实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统与图2中所示的根据第一实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统不同，不同之处在于根据第三实施例的BOG再液化系统不包含第一排出管线L1且进一步包含第二排出管线L2，并且以下描述将集中于第三实施例的不同配置。与根据第一实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统的那些组件相同的组件的详细描述将省略。

参考图4，如在第一实施例中，根据第三实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统包含多级压缩机200、热交换器100以及减压器300。然而，根据第三实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统包含第二排出管线L2而不包含第一排出管线L1。

如在第一实施例中，用于控制BOG的流动速率以及打开/关闭相应管线的第一控制阀510可安置在从储存罐T中排出BOG的管线上。

如在第一实施例中，根据这一实施例的多级压缩机200包含多个压缩气缸210、压缩气缸220、压缩气缸230、压缩气缸240、压缩气缸250以及多个冷却器810、冷却器820、冷却器830、冷却器840、冷却器850，并且通过多个阶段压缩从储存罐T中排出的BOG。

如在第一实施例中，由多级压缩机200压缩的一些BOG可供应到主发动机以用于推动船舶，并且不由主发动机使用的其它BOG可供应到热交换器100以便进行再液化流程。

如在第一实施例中，主发动机可以是ME-GI发动机。

如在第一实施例中，多级压缩机200可将BOG压缩到主发动机所需的压力，例如在主发动机是ME-GI发动机时压力为约300巴。

如在第一实施例中，已穿过多级压缩机200的气缸中的一些气缸210、气缸220的一些BOG可被分配且供应到发电机。根据这一实施例的发电机需要压力为约6.5巴的天然气，并且由多级压缩机200的气缸中的一些气缸210、气缸220压缩到压力为6.5巴的一些BOG可供应到发电机。如在第一实施例中，用于控制BOG的流动速率以及打开/关闭相应管线的第三控制阀530可安置在BOG从多级压缩机200供应到发电机所通过的管线上。

根据这一实施例，如在第一实施例中，热交换器100通过使用从储存罐T中排出的BOG的热交换来冷却由多级压缩机200压缩的BOG中的一些或全部。

如在第一实施例中，根据这一实施例的减压器300使由多级压缩机200压缩并且随后由热交换器100冷却的BOG膨胀。如在第一实施例中，BOG中的一些或全部通过由多级压缩机200压缩、由热交换器100冷却以及由减压器300减压而再液化。根据这一实施例的减压器300可以是例如焦耳汤姆森阀的膨胀阀或可以是膨胀器。

根据这一实施例，第二排出管线L2从BOG自热交换器100中传送到多级压缩机200所通过的管线中分支并且将已从储存罐T中排出并且用作热交换器100中的制冷剂的BOG中的一些或全部传送到气体燃烧单元。

根据这一实施例，用于打开或关闭第二排出管线L2的第二断流阀620可安置在第二排出管线L2上，并且风机700可安置在第二断流阀620的下游以引入BOG且将BOG传送到气体燃烧单元。

根据这一实施例，在热交换器100不可用的情况下，例如在热交换器100的检修或故障时，允许从储存罐T中排出的BOG沿着旁路管线L3绕过热交换器100，并且在热交换器100可使用的情况下在需要将从储存罐T中排出的BOG传送到气体燃烧单元时，将从储存罐T中排出的BOG传送到热交换器100以用作制冷剂并且随后沿着第二排出管线L2传送到气体燃烧单元。根据这一实施例，旁路管线L3配备有第三断流阀630，其打开或关闭旁路管线L3。

在图2中所示的第一实施例中，因为从储存罐T中排出且传送到气体燃烧单元的BOG在热交换器100的上游分支，所以仅将从储存罐T中排出且传送到多级压缩机200的BOG用作热交换器100中的制冷剂。

然而根据第三实施例，因为BOG通过在热交换器100下游分支的第二排出管线L2传送到气体燃烧单元，所以从储存罐T中排出且传送到气体燃烧单元的BOG以及从储存罐T中排出且传送到多级压缩机200的BOG都用作用于热交换器100的制冷剂。

因此，根据这一实施例的BOG再液化系统的热交换器100可比根据第一实施例的BOG再液化系统的热交换器100具有更高的冷却效率。随着热交换器100的冷却效率增加，再液化BOG的量增加且剩余的BOG再液化或传送到气体燃烧单元，由此减少待传送到气体燃烧单元且由气体燃烧单元燃烧的BOG的量。

根据这一实施例的热交换器100被设计成比根据第一实施例的热交换器具有更大容量以便容纳传送到气体燃烧单元的BOG。

根据这一实施例的包含在船舶中的BOG再液化系统允许将储存罐T中产生的BOG中的一些或全部通过第二排出管线L2传送到气体燃烧单元且由气体燃烧单元燃烧，并且因此可为例如在装载液化天然气等时储存罐T中产生的BOG过量的情况做准备。

如在第一实施例中，根据这一实施例的旁路管线L3可用以：1、在热交换器不能使用的情况下，例如在热交换器100的检修或故障时；2、用以在热交换器100的流体通道由冷凝或固化的润滑油堵塞时去除冷凝或固化的润滑油；3、在因极少剩余的BOG而导致不需要再液化BOG时；4、在因BOG的量增加而导致需要再液化BOG时(即在开始或重新开始BOG再液化时)；5、用以在储存罐T的内部压力较低时满足多级压缩机200的进气压力条件；以及6、在储存罐T的内部压力降低到低压的情况下。

如在第一实施例中，根据这一实施例的提供到船舶的BOG再液化系统可进一步包含气/液分离器400，其安置在减压器300的下游以从液化天然气中分离呈汽相残留的BOG，所述液化天然气通过多级压缩机200、热交换器100以及减压器300再液化BOG产生。

如在第一实施例中，根据这一实施例，由气/液分离器400分离的液化气可传送到储存罐T，并且由气/液分离器400分离的BOG可与从储存罐T中排出的BOG结合且传送到热交换器100。

在根据这一实施例的BOG再液化系统中，用于控制BOG的流量以及打开/关闭相应管线的第二控制阀520可安置在排出由气/液分离器400分离的气态BOG所通过的管线上。

本领域的技术人员将显而易见，本实用新型不限于上述实施例并且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改、改变、更改以及等效实施例。