气体处理系统及包括该气体处理系统的船舶的制作方法

本发明涉及一种气体处理系统及包括该气体处理系统的船舶。

背景技术：

船舶是装载大量的矿物、原油、天然气体或者几千个以上的集装箱等在海洋上航行的运输手段，它由钢制成，在借助浮力漂浮于水面上的状态下，利用螺旋桨旋转所产生的推力进行移动。

这种船舶通过驱动诸如引擎或燃气轮机等来产生推力，此时引擎使用诸如汽油或柴油等燃料来移动活塞，使得曲轴通过活塞的往复运动而旋转，使连接于曲轴的轴旋转，从而螺旋桨被驱动，而燃气轮机使用的方式是，与压缩空气一同燃烧燃料，通过燃烧空气的温度/压力来旋转涡轮叶片，从而发电并将动力传递给螺旋桨。

然而，最近，在运输作为一种液化气体的液化天然气(liquefiednaturalgas)的lng运输船上，采用了通过将lng作为燃料来驱动引擎或涡轮等的需求端的lng燃料供应方式，并且由于lng是洁净燃料且储存量也比石油丰富，因此使用lng作为需求端的燃料的方式也适用于除了lng运输船之外的其他船舶上。

但是，与柴油不同，lng具有必须将其保持在超低温状态以在装载/卸载期间保持液相的特性。因此，有必要研究和开发一种将lng稳定地加注到除应用lng推进方法的lng运输船以外的船舶的技术。

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明是为了解决如上所述的问题而提出，本发明的目的在于，在将液化气体加注到燃气推进船舶的过程中实现稳定和快速的液化气体的输送，从而能够提高加注效率。

用于解决问题的手段

根据本发明一方面的气体处理系统，作为从加注船舶的储存罐向设置在燃气推进船舶的c型燃料罐输送液化气体的气体处理系统，其特征在于，包括：加注线，将所述储存罐的液化气体供给到所述燃料罐；加注管理部，利用制冷剂使所述储存罐的蒸发气体液化后回流，从而调节所述储存罐的内压；以及蒸发气体回流线，将通过所述加注线进行加注时在所述燃料罐中产生的蒸发气体输送到所述加注船舶，所述加注管理部在加注之前将所述储存罐的内压降低到预设压力以下，在加注期间将所述储存罐的内压保持在小于所述燃料罐的内压，从而使蒸发气体在通过所述蒸发气体回流线进行输送时不需要由额外的压缩机压缩。

具体而言，所述储存罐可以是隔膜型或c型的罐，所述预设压力可以为0.04barg或0.2barg。

具体而言，所述加注管理部可以包括使蒸发气体液化的再液化装置，所述蒸发气体回流线可以将蒸发气体输送到所述再液化装置。

具体而言，所述加注管理部可以在加注期间使通过所述蒸发气体回流线输送的蒸发气体再液化后返回到所述储存罐，以将所述储存罐的内压保持在小于所述燃料罐的内压。

具体而言，当向加注之前的内压为第一压力且加注期间由于液化气体的流入而导致内压降低的所述燃料罐进行加注时，所述加注管理部可以将加注之前和加注期间的所述储存罐的内压保持在所述燃料罐完成加注时的内压以下。

具体而言，当向加注之前的内压为第二压力且加注期间由于蒸发气体的产生而导致内压升高的所述燃料罐进行加注时，所述加注管理部可以将加注之前和加注期间的所述储存罐的内压保持在所述燃料罐开始加注时的内压以下。

具体而言，所述第一压力可以是比所述预设压力大0.05barg至0.1barg的值以上的压力，所述第二压力可以是小于比所述预设压力大0.05barg至0.1barg的值的压力。

具体而言，所述第一压力可以为0.5barg至8barg，所述第二压力可以为0.5barg以下。

根据本发明一方面的气体处理系统，作为从加注船舶的储存罐向设置在燃气推进船舶的燃料罐输送液化气体的气体处理系统，其特征在于，包括：加注线，将所述储存罐的液化气体供给到所述燃料罐；加注管理部，将所述储存罐的蒸发气体在没有与制冷剂进行热交换的情况下进行压缩、冷却和减压后回流，从而调节所述储存罐的内压；以及蒸发气体回流线，将通过所述加注线进行加注时在所述燃料罐中产生的蒸发气体输送到所述加注船舶，所述加注管理部在加注之前将所述储存罐的内压降低到预设压力以下，在加注期间阻断蒸发气体通过所述蒸发气体回流线的输送，以使所述燃料罐储压，或者将所述储存罐的内压保持在小于所述燃料罐的内压，从而使蒸发气体在通过所述蒸发气体回流线输送时不需要由额外的压缩机压缩。

具体而言，所述储存罐可以是隔膜型或c型的罐，所述预设压力可以为0.04barg或0.2barg。

具体而言，所述加注管理部包括蒸发气体换热器，用于使被压缩的蒸发气体和从所述储存罐排出到蒸发气体进行热交换，所述蒸发气体回流线可以将蒸发气体输送到所述储存罐和所述蒸发气体换热器之间。

具体而言，所述蒸发气体回流线可以设置成经由所述蒸发气体换热器或绕过所述蒸发气体换热器而将蒸发气体输送到所述储存罐和所述蒸发气体换热器之间。

具体而言，所述加注管理部包括：并联设置的复数个低压压缩机，压缩所述储存罐的蒸发气体并供给到发电引擎；多级的增压压缩机，设置在从所述低压压缩机与所述发电引擎之间分支的位置，将多余的蒸发气体压缩到150barg以上；以及减压阀，对由所述增压压缩机压缩后的蒸发气体进行减压和液化，所述蒸发气体换热器可以在所述增压压缩机和所述减压阀之间利用从所述储存罐排出的蒸发气体来冷却高压的蒸发气体。

具体而言，所述加注管理部能够并联地运行复数个所述低压压缩机而吸入所述储存罐的蒸发气体，以在加注之前将所述储存罐的内压降低到预设压力以下。

具体而言，所述加注管理部包括：低压压缩机，压缩所述储存罐的蒸发气体并供给到发电引擎；多级的高压压缩机，与所述低压压缩机并联设置，将所述储存罐的蒸发气体压缩到150barg以上；以及减压阀，对由所述高压压缩机压缩后的蒸发气体进行减压和液化，所述蒸发气体换热器可以在所述高压压缩机和所述减压阀之间利用从所述储存罐排出的蒸发气体来冷却高压的蒸发气体，所述高压压缩机可以将中间级的蒸发气体供给到所述发电引擎。

具体而言，所述加注管理部可以根据所述储存罐的液化气体储存量来独立地运行所述低压压缩机和所述高压压缩机。

根据本发明一方面的气体处理系统，作为从加注船舶的储存罐向设置在燃气推进船舶的燃料罐输送液化气体的气体处理系统，其特征在于，包括：加注线，将所述储存罐的液化气体供给到所述燃料罐；加注管理部，利用制冷剂使所述储存罐的液化气体过冷后回流，从而调节所述储存罐的内压；以及蒸发气体回流线，将通过所述加注线进行加注时在所述燃料罐中产生的蒸发气体输送到所述加注船舶，所述加注管理部在加注之前将所述储存罐的内压降低到预设压力以下，在加注期间阻断蒸发气体通过所述蒸发气体回流线的输送，以使所述燃料罐储压，或者将所述储存罐的内压保持在小于所述燃料罐的内压，从而使蒸发气体在通过所述蒸发气体回流线输送时不需要由额外的压缩机压缩。

具体而言，所述储存罐可以是隔膜型或c型的罐，所述预设压力可以为0.04barg或0.2barg。

具体而言，所述加注管理部包括：过冷装置，利用制冷剂对液化气体进行过冷；以及制冷剂供给部，向所述过冷装置供给制冷剂，所述制冷剂供给部可以包括制冷剂换热器，所述制冷剂换热器利用从所述储存罐向发电引擎供给的液化气体或蒸发气体来冷却制冷剂。

具体而言，所述制冷剂供给部可以包括：制冷剂压缩机；制冷剂间换热器，使被压缩的制冷剂和在所述过冷装置中被加热的制冷剂进行热交换；制冷剂膨胀器，使压缩后经由所述制冷剂间换热器的制冷剂膨胀；以及所述制冷剂换热器，利用向所述发电引擎供给的液化气体或蒸发气体来冷却被压缩的制冷剂。

具体而言，所述制冷剂供给部可以包括：制冷剂压缩机；所述制冷剂换热器，使被压缩的制冷剂、在所述过冷装置中被加热的制冷剂和供给到所述发电引擎的液化气体或蒸发气体进行热交换；以及制冷剂膨胀器，使压缩后经由所述制冷剂换热器的制冷剂膨胀。

根据本发明一方面的气体处理系统的特征在于，作为一种加注船舶，其具有所述气体处理系统。

发明效果

根据本发明的气体处理系统及包括该气体处理系统的船舶，考虑到从加注船舶向燃气推进船舶输送液化气体时会由液化气体产生蒸发气体，因此提出了一种用于缩短加注时间和效率的技术，从而可以保证安全和稳定的加注。

附图说明

图1是根据本发明的第一和第二实施例的气体处理系统的工艺流程图。

图2是根据本发明的第一实施例的气体处理系统的概念图。

图3是根据本发明的第一实施例的气体处理系统中的内压变化的曲线图。

图4是根据本发明的第二实施例的气体处理系统的概念图。

图5是根据本发明的第二实施例的气体处理系统中的内压变化的曲线图。

图6是根据本发明的第三实施例的气体处理系统的工艺流程图。

图7是根据本发明的第四实施例的气体处理系统的工艺流程图。

图8是根据本发明的第五实施例的气体处理系统的工艺流程图。

图9是根据本发明的第六实施例的气体处理系统的工艺流程图。

图10是根据本发明的第七实施例的气体处理系统的工艺流程图。

图11是根据本发明的第八实施例的气体处理系统的工艺流程图。

图12是根据本发明的第九实施例的气体处理系统的工艺流程图。

图13是根据本发明的第十实施例的气体处理系统的工艺流程图。

具体实施方式

本发明的目的、特定的优点以及新颖的特征可通过与附图相关的以下详细说明和优选实施例得以更加明确。在本说明书中，在对各个附图的构成要素赋予附图标记时，对于同一构成要素，即使表示在不同的附图中，也尽可能地赋予相同的附图标记。另外，在说明本发明的过程中，若判断针对相关的公知技术的说明不必要地混淆本发明的宗旨，则省略其详细说明。

以下，参照附图详细描述本发明的优选实施例。作为参考，在本说明书中，液化气体可以是lng，但不限于此，可以包括由于沸点低于常温而强制液化以用于储存且具有热值的所有物质。

另外，在本说明书中，液化气体/蒸发气体基于罐内部中的状态进行区分，并且不必因名称而限制液相或气相。另外，在本说明书中，高压/低压是相对的，不由数值来限定。

作为参考，以下通过图1至图5说明的第一、第二实施例将基于以下思想：利用制冷剂使蒸发气体完全再液化以降低加注船舶bv的罐内压，从而减少在加注期间蒸发气体的产生。

在下文中，将详细说明各个实施例。

图1是根据本发明的第一和第二实施例的气体处理系统的工艺流程图，图2是根据本发明的第一实施例的气体处理系统的概念图，图3是根据本发明的第一实施例的气体处理系统中的内压变化的曲线图。

参照图1至图3，根据本发明的第一实施例的气体处理系统是从加注船舶bv的储存罐110向设置于燃气推进船舶gfs的燃料罐210a输送液化气体的加注系统。

本发明可以包括具有以下说明的气体处理系统的加注船舶bv。当然，本发明还包括为了实现气体处理系统而结构被特定的燃气推进船舶gfs。作为一例，本发明是应用了以下气体处理系统的燃气推进船舶gfs，可以包括未设置用于将加注期间产生的蒸发气体回流到加注船舶bv的压缩机(尤其h/dcompressor：h/d压缩机)的燃气推进船舶gfs。

作为参考，燃气推进船舶gfs可以是诸如液化气体运输船以外的商船的散货船、集装箱运输船、矿物运输船等船型，并且可以设置使燃料罐210a中储存的液化气体或蒸发气体在经由燃料处理部220(泵、压缩机、换热器等)而被诸如压缩/加压/加热等之后，通过气体供给线l6供给到推进引擎230的设备。

气体处理系统可以包括从储存罐110向燃料罐210a供给液化气体的构成。此时，储存罐110是隔膜型或c型的罐，借助设置在储存罐110中的移送泵111，液化气体可以沿着连接储存罐110和燃料罐210a的加注线l1被输送到燃料罐210a。

另外，气体处理系统包括使在向燃料罐210a供给液化气体时在燃料罐210a中产生的蒸发气体回流到加注船舶bv的构成。此时，在本实施例的情况下，燃料罐210a可以是具有约5barg至10barg左右的设计压力的c型，并且可以设置在诸如燃气推进船舶gfs的甲板上部或船内等各种位置处。在燃料罐210a中产生的蒸发气体可以通过蒸发气体回流线l2回流到加注船舶bv，并且可以直接或间接地输送到储存罐110。

另外，气体处理系统包括加注管理部120。加注管理部120调节储存罐110的内压，作为一例，可以利用制冷剂(没有限制，诸如氮气、混合制冷剂等)将储存罐110的蒸发气体液化，然后回流到储存罐110以降低储存罐110的内压。

本发明通过提供以下将要详细描述的加注管理部120，对比现有技术可以改善以下部分：在通过加注线l1将储存罐110的液化气体供给到燃料罐210a的加注期间燃料罐210a中的蒸发气体的产生，以及燃料罐210a中生成的蒸发气体向加注船舶bv的回流。

具体而言，加注管理部120可以在加注之前将储存罐110的内压降低到预设压力以下。作为一例，加注管理部120可以在通过加注线l1输送液化气体之前，预先将储存罐110的内压降低到诸如0.04barg或0.2barg等预设压力。当然，如果储存罐110的内压已经达到预设压力以下，则可以省略蒸发气体的液化回流。

即，本发明通过预先降低加注船舶bv的储存罐110的内压，使得从储存罐110向燃料罐210a输送的液化气体处于充分稳定的液体状态(作为一例，过冷(subcooled)状态)，从而能够减少向燃料罐210a供给液化气体时产生的蒸发气体的量。

此后，当开始加注时，加注管理部120将储存罐110的内压保持在小于燃料罐210a的内压。在这种情况下，燃料罐210a中产生的蒸发气体在通过蒸发气体回流线l2输送到加注船舶bv的过程中不需要由额外的压缩机压缩。即，本发明在加注过程中从燃气推进船舶gfs回流到加注船舶bv的蒸发气体nbog在不压缩的情况下进行输送(freeflow：自由流动)。

具体而言，本发明在加注过程中持续处理储存罐110的蒸发气体，从而将储存罐110的内压保持在低于燃料罐210a的内压，以允许蒸发气体在不压缩的情况下从燃料罐210a输送到储存罐110，由此可以省略在加注期间为了蒸发气体回流而设置在燃气推进船舶gfs的高负载压缩机(high-dutycompressor)。当然，为此，用于测量内压的压力计(未图示)分别设置在储存罐110和燃料罐210a中。

用于实现这种效果的加注管理部120利用使蒸发气体液化的再液化装置122，并在再液化装置122的上游以并联的形式设置有复数个蒸发气体压缩机121以便能够彼此备用，在再液化装置122的下游设置有压力调节阀123和气液分离器124。

蒸发气体压缩机121、再液化装置122、压力调节阀123以及气液分离器124可以依次设置在以储存罐110为基准形成循环流路的压力调节线l3上，由此，加注管理部120可以压缩和液化储存罐110的蒸发气体，并使其回流到储存罐110，从而能够降低储存罐110的内压。

另外，本发明为了将储存罐110的内压保持在低压，可以使通过蒸发气体回流线l2输送到加注船舶bv的蒸发气体输送到再液化装置122而再液化之后返回到储存罐110，或可以绕过再液化装置122输送到储存罐110。或者，从燃气推进船舶gfs输送的蒸发气体也可以用于启动发电引擎130，该发电引擎130用于加注船舶bv内的电力消耗。

为了使储存罐110的内压达到燃料罐210a的内压以下，即，为了使燃料罐210a的内压高于储存罐110的内压，加注管理部120可以使用再液化装置122，从而不会因通过蒸发气体回流线l2输送的蒸发气体直接流入储存罐110而导致储存罐110的内压升高。

即，加注管理部120使加注期间回流的蒸发气体再液化并返回到储存罐110，从而能够将储存罐110的内压保持在小于燃料罐210a的内压。此时，蒸发气体回流线l2可以设置成与位于再液化装置122的上游的蒸发气体压缩机121的流入端合流或直接与再液化装置122连接，并当燃料罐210a的内压对应于蒸发气体压缩机121下游的压力时，蒸发气体可以直接从蒸发气体回流线l2输送到再液化装置122。

如果储存罐110的内压越低，则移送泵111的负载越大，因此，加注管理部120可以在储存罐110的内压为燃料罐210a的内压以下时，使回流的蒸发气体不被再液化并供给到储存罐110，从而可以使储存罐110的内压升高。

加注船舶bv为了加注而处于停泊的状态下，需要确保较大的电力以启动诸如再液化装置122、蒸发气体压缩机121、移送泵111等，因此，发电引擎130需要在停泊期间启动。此时，发电引擎130可以通过在压力调节线l3中从蒸发气体压缩机121的下游分支出的蒸发气体消耗线l4接收蒸发气体并将其消耗，为此，蒸发气体压缩机121的吐出压力可以对应于发电引擎130的所需压力。

发电引擎130可以从储存罐110通过液化气体消耗线l5接收经由燃料供给泵112、气化器113的液化气体并将其消耗，但是，在诸如发电引擎130无法启动的情况等状况下，为了消耗储存罐110的蒸发气体，蒸发气体消耗线l4可以追加地与气体燃烧装置140(或锅炉等)连接。

通过蒸发气体回流线l2回流的蒸发气体也可以用作诸如发电引擎130等的燃料，此时，蒸发气体回流线l2可以连接到蒸发气体压缩机121的上游，但不限于此。

在下文中，参照图3说明加注过程。作为参考，图3中的实线表示初始内压不同的燃料罐210a在加注期间的内压，斜虚线表示被加注的液化气体的量，水平虚线是指储存罐110的内压。

首先，在加注之前，气体处理系统可以利用再液化装置122将加注船舶bv的储存罐110的内压降低到预设压力以下。此时，预设压力在图3(a)中为0.2barg左右，在图3(b)中为0.04barg左右。

当储存罐110的内压充分降低时，通过在储存罐110和燃料罐210a之间连接加注线l1来开始加注。燃料罐210a内部可以处于冷却的状态(cool-down)以便接收超低温液化气体，但是，诸如在加注过程中由于热量渗透到燃料罐210a中等因素，燃料罐210a中可能会产生大量的蒸发气体。

此时，为了保护燃料罐210a，必须将蒸发气体返回到加注船舶bv，如图3所示，本发明在加注期间始终将储存罐110的内压保持在燃料罐210a的内压以下，从而回流的蒸发气体能够在不压缩的情况下进行输送。

在进行加注的燃料罐210a中，作为一例，加注之前的内压可以是0.2/3.0/6.5barg，但如图3(a)所示，当燃料罐210a的初始压力是3.0barg或6.5barg的情况下，随着供给液化气体，燃料罐210a的内压会逐渐降低。因此，加注完成后的燃气推进船舶gfs处于无需处理燃料罐210a的蒸发气体而可以直接推进的状态。这是因为储存罐110在加注之前降低内压后执行了加注。

然而，在图3(a)中，燃料罐210a的初始内压可以是0.2barg，这与储存罐110的预设压力相同，在这种情况下，由于燃料罐210a在接收具有相同内压的储存罐110的液化气体的同时生成蒸发气体，因此在加注过程中，所述燃料罐210a的内压会略有升高。

另一方面，在图3(b)的情况下，可以确认到：即使在燃料罐210a的初始内压为0.2barg的情况下，由于将储存罐110的加注之前的内压预设为小于该内压的0.04barg，因此具有三种初始内压的燃料罐210a在加注过程中内压都会降低。

在上述所有情况下，加注管理部120都可以保持储存罐110与燃料罐210a之间的压力差，以使蒸发气体可以在不压缩的情况下从燃气推进船舶gfs回流到加注船舶bv。

具体而言，当向加注之前的内压为第一压力且在加注期间因液化气体的流入而导致内压降低的燃料罐210a进行加注时(图3(a)，燃料罐210a的内压为3.0/6.5barg的情况和图3(b)的所有情况)，加注管理部120可以在加注之前和加注期间将储存罐110的内压保持在燃料罐210a加注完成时的内压(约0.5bar左右)以下。

另一方面，当向加注之前的内压为第二压力且在加注期间因产生蒸发气体而导致内压升高的燃料罐210a进行加注时(图3(a)中，燃料罐210a的内压为0.2barg时)，加注管理部120可以在加注之前和加注期间将储存罐110的内压保持在燃料罐210a开始加注时的内压(0.2barg)以下。

此时，第一压力是比预设压力大0.05barg至0.1barg的值以上的压力，即可以是0.5barg至8barg，第二压力是小于比预设压力大0.05barg至0.1barg的值的压力，即可以是0.5barg以下，但是数值不限于此。

如上所述，在本实施例中，通过在加注之前预先降低储存罐110的内压，从而可以减少加注期间在燃料罐210a产生的蒸发气体，并且，通过将储存罐110的内压保持在燃料罐210a的内压以下，使得燃料罐210a的蒸发气体在不压缩的情况下回流到加注船舶bv，从而可以省略燃气推进船舶gfs的h/d压缩机。

图4是根据本发明的第二实施例的气体处理系统的概念图，图5是根据本发明的第二实施例的气体处理系统中的内压变化的曲线图。

参照图1、图4以及图5，本发明的第二实施例与上述实施例相比不同之处在于燃料罐210b以隔膜型设置。在下文中，主要根据与上述实施例不同的方面来说明本实施例，并且以下省略的说明由上述内容代替，并且这在后述的其他实施例中也是相同的。

如图4所示，本实施例的燃气推进船舶gfs可以是诸如集装箱运输船等，并可以在船内搭载燃料罐210b，此时，燃料罐210b可以是隔膜型。或者，也可以是作为具有与隔膜型的设计压力相同/相似的设计压力的独立式罐的b型(作为自立方型的spb等)。

在下文中，参照图5说明本实施例的加注过程。作为参考，类似于图3，在图5中，实线表示初始内压不同的燃料罐210b在加注期间的内压，斜虚线表示被加注的液化气体的量，水平虚线是指储存罐110的内压。

气体处理系统可以在加注之前将储存罐110的内压降低到预设压力以下，此时，预设压力在图5(a)中为0.2barg左右，在图5(b)中为0.04barg左右。

预先降低储存罐110的内压，然后开始加注，然而在第二实施例的情况下，与第一实施例相同，加注期间，始终将储存罐110的内压保持在燃料罐210b的内压以下，由此，蒸发气体可以在不需要由hd压缩机压缩的情况下从燃料罐210b回流到加注船舶bv。

这里，在燃料罐210b的内压中，加注之前的内压可以是0.63/0.2/0.05barg，当在储存罐110的加注之前的内压为0.2barg的图5(a)中燃料罐210b的内压为0.63barg的情况下，以及在储存罐110的加注之前的内压为0.04barg的图5(b)中燃料罐210b的内压为0.63/0.2barg的情况下，随着供给液化气体，燃料罐210b的内压逐渐降低。

这种情况是向加注之前的内压为第一压力(0.5barg至1barg，是比预设压力大0.05barg至0.1barg的值以上的压力)且在加注期间因液化气体的流入而导致内压降低的燃料罐210b进行加注的情况，加注管理部120可以将加注之前和加注期间的储存罐110的内压保持在燃料罐210b完成加注时的内压(约0.5bar左右)以下。

另一方面，当在储存罐110的加注之前的内压为0.2barg的图5(a)中燃料罐210b的内压为0.2barg的情况下，以及在储存罐110的加注之前的内压为0.04barg的图5(b)中燃料罐210b的内压为0.05barg的情况下，燃料罐210b在接收内压相同/相似的储存罐110的液化气体的同时产生蒸发气体，因此在加注过程中，所述燃料罐210b的内压可能会略有升高。

这种情况是向加注之前的内压为第二压力(0.5barg以下，是小于比预设压力大0.05barg至0.1barg的值的压力)且在加注期间因蒸发气体的产生而导致内压升高的燃料罐210b进行加注的情况，加注管理部120可以将加注之前和加注期间的储存罐110的内压保持在燃料罐210b开始加注时的内压(0.2barg)以下。

然而，在本实施例中，在储存罐110的加注之前的内压为0.2barg的图5(a)中，存在燃料罐210b的加注之前的内压为0.05barg以下的情况，并且在这种情况下，处于在加注之前内压降低到预设压力以下的储存罐110的压力大于加注之前的燃料罐210b的内压的压力的情况，因此执行与第一实施例不同的处理。

此时，在加注初始阶段，储存罐110的内压形成为高于燃料罐210b的内压，因此蒸发气体不能实现freeflow(自由流动)回流。因此，在本实施例中，从开始加注到预定时刻为止，将阻断蒸发气体通过蒸发气体回流线l2的输送，以使燃料罐210b储压。

当蒸发气体的回流被阻断时，燃料罐210b的内压由于蒸发气体的产生而逐渐升高，并且从燃料罐210b的内压超过储存罐110的内压时的预定时间开始到完成加注时为止，与上述实施例相同，可以利用加注管理部120将储存罐110的内压保持在小于燃料罐210b的内压，以使蒸发气体在不需要压缩的情况下通过蒸发气体回流线l2输送。

即，在本实施例中，考虑到当向设计压力为大气压水平的燃料罐210b加注时，在即使预先降低了储存罐110的内压也会高于燃料罐210b的加注之前的内压的状况下开始加注的情况发生，可以控制成使燃料罐210b的内压在开始加注的一定时间内因储压而升高，并超过储存罐110的内压。

具体而言，加注管理部120可以从加注开始到预定时刻为止将蒸发气体的回流阻断，并在从预定时刻起至加注完成时刻之间，使回流的蒸发气体再液化后返回到储存罐110，从而将储存罐110的内压保持在小于燃料罐210b的内压。

如上所述，本实施例用于对隔膜型的燃料罐210b实施加注，并且当在加注开始时的储存罐110的内压高于燃料罐210b的内压的情况下，可以对燃料罐210b实施部分储压控制，从而在蒸发气体回流时不需要使用压缩机。

作为参考，以下参考图6和图7说明的第三、第四实施例将基于以下思想：通过压缩/热交换/减压使蒸发气体部分再液化以降低加注船舶bv的罐的内压，从而减少在加注期间产生蒸发气体。

在下文中，将详细说明每个实施例。

图6是根据本发明的第三实施例的气体处理系统的工艺流程图。

参照图6，在根据本发明的第三实施例的气体处理系统中，代替设置了利用制冷剂使蒸发气体液化后回流的再液化装置122的加注管理部120(或除此之外)，可以设置在没有与制冷剂进行热交换的情况下对储存罐110的蒸发气体进行压缩、冷却、减压后回流以调节储存罐110的内压的加注管理部120。

但是，在包括本实施例的以下实施例中，加注管理部120的以下控制与上述实施例相同：在加注之前，将储存罐110的内压降低到预设压力(0.04/0.2barg左右)以下，并在加注时阻断蒸发气体的回流，以使燃料罐210a、210b被储压，或者保持储存罐110内压＜燃料罐210a、210b内压，以便蒸发气体在加注期间被输送时无需压缩。

加注管理部120包括低压压缩机121a、增压压缩机121b、蒸发气体换热器125、减压阀123、气液分离器124，并且压力调节线l3以储存罐110为基准形成循环流路，并且上述构成可以依次串联连接。

复数个低压压缩机121a以并联的形式设置，压缩储存罐110的蒸发气体后供给到发电引擎130。为此，从低压压缩机121a的下游分支出蒸发气体消耗线l4并与诸如发电引擎130等连接，低压压缩机121a可以具有适合于发电引擎130所需压力的吐出压力。

增压压缩机121b可以设置成多级，并且设置在低压压缩机121a和发电引擎130之间的分支位置(以压力调节线l3为基准的低压压缩机121a的下游)，以将多余的蒸发气体压缩到150barg以上。

本实施例在不进行与制冷剂的热交换的情况下将蒸发气体压缩后减压，为了液化而利用焦耳-汤姆森效应，为此，蒸发气体减压之前的压力应在150barg以上。因此，在本实施例中，为了向发电引擎130供给蒸发气体而设置了低压压缩机121a的同时，另外设置增压压缩机121b，以借助减压使蒸发气体液化。

蒸发气体换热器125可以使由增压压缩机121b压缩的蒸发气体与从储存罐110排出的蒸发气体进行热交换，以冷却被压缩的高压蒸发气体。另一方面，从储存罐110排出的蒸发气体在蒸发气体换热器125中通过热交换而被稍微加热，因此低压压缩机121a的流入温度升高，从而可以升高低压压缩机121a应承受的温度。

蒸发气体换热器125具备具有至少两个流的结构，以使从储存罐110向低压压缩机121a输送的蒸发气体流和从增压压缩机121b向减压阀123输送的高压蒸发气体流彼此进行热交换。

此时，由于蒸发气体回流线l2设置成将蒸发气体输送到储存罐110和蒸发气体换热器125之间，因此，从储存罐110向低压压缩机121a输送的流可以是由储存罐110的蒸发气体与燃料罐210a、210b的蒸发气体混合而形成的。

除此之外，蒸发气体换热器125可以进一步包括经由蒸发气体回流线l2的流，以使通过蒸发气体回流线l2输送的燃料罐210a、210b的蒸发气体能够进行热交换。即，蒸发气体回流线l2在经由蒸发气体换热器125之后，可以与储存罐110和低压压缩机121a之间的压力调节线l3合流。

然而，蒸发气体回流线l2可以设置成绕过蒸发气体换热器125，因此蒸发气体回流线l2可以设置成经由或绕过蒸发气体换热器125以将蒸发气体输送到储存罐110和蒸发气体换热器125之间。

此时，蒸发气体回流线l2绕过蒸发气体换热器125的情况是不需要利用从燃气推进船舶gfs被回收的蒸发气体的冷热的情况，因此可以是诸如不向发电引擎130供给所述蒸发气体且剩余的多余蒸发气体少或没有的情况等。

减压阀123对由增压压缩机121b压缩且由蒸发气体换热器125冷却的蒸发气体进行减压后液化。减压阀123可以将压缩至150barg以上后冷却的蒸发气体减压至1至10barg，以使蒸发气体的至少一部分液化。

气液分离器124对液化的蒸发气体进行气液分离，使得液相(lbog)回流到储存罐110，而气相(flashgas)可以与从储存罐110输送到蒸发气体换热器125的蒸发气体混合。

或者，由气液分离器124分离出的气相不与蒸发气体合流，而是在蒸发气体换热器125中通过单独的流来流动并进行热交换，然后可以在低压压缩机121a的上游与蒸发气体合流或由诸如发电引擎130或锅炉等消耗。

这种本实施例的加注管理部120构成包括由复数个并联配置的低压压缩机121a加上增压压缩机121b的蒸发气体压缩机121，为了在加注之前将储存罐110的内压降低到预设压力以下，可以通过并联地运行复数个低压压缩机121a以充分吸入储存罐110的蒸发气体，从而快速降低储存罐110的内压。

因此，本实施例可以在加注之前快速且充分地降低储存罐110的内压，从而减少加注期间在储存罐110中产生的蒸发气体的量，以提高加注效率。

图7是根据本发明的第四实施例的气体处理系统的工艺流程图。

参照图7，在根据本发明的第四实施例的气体处理系统中，加注管理部120的蒸发气体压缩机121可以以与上述第三实施例不同的方式构成。

本实施例的加注管理部120设置了用于向发电引擎130供给蒸发气体的低压压缩机121a，以及利用焦耳-汤姆森效应使蒸发气体液化的高压压缩机121c，且可以将低压压缩机121a和高压压缩机121c并联地设置。

此时，高压压缩机121c的中间级连接有蒸发气体消耗线l4，以从中间级将压缩的蒸发气体供给到发电引擎130，由此，低压压缩机121a可以利用以多级设置的高压压缩机121c的一部分作为备用。

本实施例的加注管理部120可以利用高压压缩机121c将蒸发气体加压至150barg以上，然后在蒸发气体换热器125中利用从储存罐110排出的蒸发气体进行冷却，并且经由减压阀123、气液分离器124回流到储存罐110。

此时，加注管理部120可以根据储存罐110的液化气体的储存量，选择低压压缩机121a和高压压缩机121c中的一个并独立地运行。作为一例，当储存罐110的液化气体的储存量多时(诸如蒸发气体量多的ladenvoyage(满载航行)等)，可以利用高压压缩机121c将中间级的一部分蒸发气体供给到发电引擎130，并且可以使最终级的蒸发气体再液化后回流到储存罐110，另一方面，当储存罐110的液化气体的储存量少时(诸如蒸发气体量少的ballastvoyage(压载航行)等)，可以利用低压压缩机121a使蒸发气体被诸如发电引擎130等消耗并防止所述蒸发气体回流到储存罐110。

如上所述，本实施例可以将用于利用减压来实现蒸发气体的液化的高压压缩机121c和用于向发电引擎130供给蒸发气体的低压压缩机121a并联设置，并根据航行状态选择高压压缩机121c和低压压缩机121a中的任一个来运行，从而提高蒸发气体压缩机121的运行效率。

作为参考，以下参考图8至图10说明的第五至第七实施例将基于以下思想：利用制冷剂对液化气体进行过冷回流，降低加注船舶bv的罐的内压，从而减少在加注期间产生的蒸发气体。

在下文中，将详细说明每个实施例。

图8是根据本发明的第五实施例的气体处理系统的工艺流程图。

参照图8，在根据本发明的第五实施例的气体处理系统中，代替加注管理部120使蒸发气体利用制冷剂完全再液化或通过压缩/冷却/减压而部分地再液化，可以通过利用制冷剂对液化气体进行过冷后回流来调节储存罐110的内压。

为此，加注管理部120包括过冷装置126和制冷剂供给部127。过冷装置126可以用制冷剂对液化气体进行过冷，被过冷的液化气体的温度可以是低于在大气压下的液化气体的沸点(-163摄氏度)的温度(作为一例，-170摄氏度左右)。

制冷剂供给部127可以将诸如氮气或混合制冷剂之类的不受限制的物质作为制冷剂供给到过冷装置126，以实现液化气体的过冷。制冷剂供给部127包括制冷剂压缩机1271、制冷剂冷却器1272、制冷剂膨胀器1273、制冷剂换热器1274、制冷剂间换热器1275，并且制冷剂循环线l7依次连接上述构成而形成制冷剂循环的流路。

制冷剂压缩机1271压缩制冷剂。被压缩的制冷剂的压力可以是10barg左右，但不限于此，可以使用各种数值的压力来提高过冷效率。

制冷剂冷却器1272可以利用各种冷能来冷却由制冷剂压缩机1271压缩并被加热的制冷剂。制冷剂冷却器1272设置在制冷剂压缩机1271的下游，并且当制冷剂压缩机1271设置成多级时，所述制冷剂冷却器1272也可以设置在制冷剂压缩机1271的每一级中。

制冷剂膨胀器1273可以使被压缩的制冷剂膨胀。与在上述减压阀123中类似，被压缩之后通过膨胀而减压的制冷剂可以使制冷剂的温度充分降低，并且膨胀的制冷剂被输送到过冷装置126，以在对液化气体进行过冷时使用。

制冷剂换热器1274利用从储存罐110向发电引擎130供应的蒸发气体来冷却由制冷剂压缩机1271压缩的制冷剂。此时，制冷剂换热器1274可以设置在如图所示的制冷剂压缩机1271和过冷装置126之间，但是与此不同，制冷剂换热器1274也可以设置在制冷剂压缩机1271和过冷装置126之间的任何位置，并且可以代替制冷剂冷却器1272。

制冷剂间换热器1275可以使被压缩的制冷剂和在过冷装置126中被加热的制冷剂进行热交换。具体而言，制冷剂间换热器1275可以使压缩后且膨胀前的制冷剂与在过冷装置126中被加热且压缩前的制冷剂进行热交换。

本实施例中，制冷剂供给部127以n2brytoncycle(布雷顿循环)设置，从而可以包括制冷剂间换热器1275，但是也可以省略制冷剂间换热器1275。

如上所述，本实施例为了在加注之前降低储存罐110的内压而利用液化气体的过冷回流，并且用于过冷的制冷剂利用向发电引擎130供应的蒸发气体的冷热，由此可以提高能源使用效率。

图9是根据本发明的第六实施例的气体处理系统的工艺流程图。

参照图9，在根据本发明的第六实施例的气体处理系统中，与上述第五实施例相比，制冷剂供给部127可以利用从储存罐110向发电引擎130供应的液化气体来冷却制冷剂。

储存罐110的液化气体经由气化器113供给到发电引擎130，在本实施例中，应被汽化的液化气体用于冷却制冷剂，从而可以提高液化气体在加注之前的过冷效果，同时可以降低气化器113的负载或省略气化器113。

本实施例的制冷剂换热器1274与经由制冷剂循环线l7和蒸发气体消耗线l4的上述实施例不同，设置成经由制冷剂循环线l7和液化气体消耗线l5。另外，在上述实施例中，用于对液化气体进行过冷的泵可以是移送泵111或额外的泵，而在本实施例中，可以将燃料供给泵112用作用于使液化气体过冷的泵。

另外，本发明可以组合本实施例和上述实施例而包括利用向发电引擎130供应的蒸发气体和液化气体中的任一个来冷却制冷剂的实施例，在这种情况下，可以单独设置具备制冷剂/液化气体/蒸发气体的流的制冷剂换热器1274，或者可以设置制冷剂/液化气体的流的制冷剂换热器1274和制冷剂/蒸发气体的流的制冷剂换热器1274。

图10是根据本发明的第七实施例的气体处理系统的工艺流程图。

参照图10，根据本发明的第七实施例的气体处理系统可以设置制冷剂换热器1274来代替制冷剂间换热器1275。

即，制冷剂换热器1274可以设置成由使被压缩的制冷剂、在过冷装置126中被加热的制冷剂以及向发电引擎130供应的液化气体或蒸发气体进行热交换的至少三个流构成，由此，制冷剂换热器1274包括了制冷剂间热交换的结构。

因此，在本实施例中，由于不额外设置制冷剂间换热器1275，因此可以减小制冷剂供给部127的构成以实现紧凑。

作为参考，以下参考图11至图13说明的第八至第十一实施例中，考虑到加注船舶bv为了在加注期间使移送泵111工作，需要充分地运行发电引擎130，因此与燃气推进船舶gfs不同，在停泊状态下燃料的消耗量高，并且有效地优化了整个系统。

在下文中，将详细说明每个实施例。

图11是根据本发明的第八实施例的气体处理系统的工艺流程图。

参照图11，根据本发明的第八实施例的气体处理系统，类似于上述实施例所公开的内容，包括加注管理部120，该加注管理部120利用冷却装置122、126来调节储存罐110的内压，该冷却装置122、126利用制冷剂来冷却储存罐110的液化气体或蒸发气体后使其回流。

在本实施例中，假设启动了使液化气体过冷后回流以使储存罐110接收更多的蒸发气体的冷却装置122、126，或者假设启动了使从燃料罐210a、210b回流的蒸发气体液化回流的冷却装置122、126，因此，可以直接或间接地导出储存罐110能够从燃气推进船舶gfs接收的蒸发气体最大回流量，可以将这种蒸发气体最大回流量设定为小于在加注期间通过蒸发气体回流线l2输送的蒸发气体流量。

即，在本实施例中，仅启动冷却装置122、126的话，不能消化从燃气推进船舶gfs回流到加注船舶bv的所有蒸发气体。但是，如上所述，考虑到加注船舶bv在停泊时需要比燃气推进船舶gfs更大的电力，在本实施例中，可以使蒸发气体压缩机121的蒸发气体处理量(即，对储存罐110的蒸发气体进行压缩后供给到发电引擎130的量)与考虑了冷却装置122、126的储存罐110的蒸发气体最大回流量之和为加注期间回流的蒸发气体流量以上。

将这些整理如下。

考虑了冷却装置122、126的最大回流量＜加注期间的回流量＜考虑了冷却装置122、126的最大回流量+压缩机的处理量

即，本实施例考虑到加注期间由蒸发气体压缩机121将足够的蒸发气体供给到发电引擎130，从而可以通过减小冷却装置122、126的规格来减少capex。但是，蒸发气体压缩机121由于并联地设置了复数个，因此可以并联运行，在上式中，压缩机的处理量可以是当所有并联的蒸发气体压缩机121都启动时的处理量。

图12是根据本发明的第九实施例的气体处理系统的工艺流程图。

参照图12，根据本发明的第九实施例的气体处理系统在与上述实施例不同的方向上优化了整个系统。

具体而言，本实施例使得考虑了冷却装置122、126的储存罐110的蒸发气体最大回流量为加注期间的蒸发气体的回流流量以上。即，如下。

加注期间的回流量＜考虑了冷却装置122、126的最大回流量

在这种情况下，在本实施例中，可以省略用于对储存罐110的蒸发气体进行压缩后供给到发电引擎130的蒸发气体压缩机121，而是通过对储存罐110的液化气体进行泵送、汽化后供给到发电引擎130。

即，在本实施例中，能够使冷却装置122、126的规格覆盖加注期间回流的蒸发气体流量，并省略蒸发气体压缩机121，从而可以简化整体系统。

图13是根据本发明的第十实施例的气体处理系统的工艺流程图。

参照图13，根据本发明的第十实施例的气体处理系统在与上述第八、第九实施例不同的方向上优化了系统。

具体而言，本实施例类似于第九实施例，使考虑了冷却装置122、126的储存罐110的蒸发气体最大回流量为加注期间蒸发气体的回流流量以上，并将储存罐110的蒸发气体供给到发电引擎130，整理如下。

加注期间的回流量＜考虑了冷却装置122、126的最大回流量＜考虑了冷却装置122、126的最大回流量+压缩机的处理量

但是，在本实施例中，可以单独设置将储存罐110的蒸发气体压缩后供给到发电引擎130的蒸发气体压缩机121。即，与蒸发气体压缩机121之间可以彼此备用的第八实施例不同，本实施例不可以实现蒸发气体压缩机121之间的备用。

然而，由于本实施例已经构成为考虑了冷却装置122、126的蒸发气体的最大回流量超过加注期间蒸发气体的回流流量，因此不需要保障蒸发气体压缩机121之间的备用。

但是，为了实现作为供给到发电引擎130的燃料的备用，本实施例可以设置成蒸发气体和液化气体中的至少任一个供给到发电引擎130，使得蒸发气体的供给可以由液化气体的供给来备用。

如上所述，在本实施例中，可以在能够充分地处理加注期间回流的蒸发气体的同时，单独构成蒸发气体压缩机121且可以将液化气体作为燃料供给的备用，从而可以减少设置和运营的成本。

除了上述实施例之外，本发明涵盖由至少两个上所述实施例的组合或者至少一个以上所述实施例和公知技术的组合的所有实施例。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这仅仅是为了具体地说明本发明而已，本发明并不限定于此，在不背离本发明的技术思想的范围内，本发明所属的技术领域的一般技术人员能够对其进行变形或者改进。

本发明的单纯的变形乃至变更均属于本发明的保护范围，通过所附的权利要求书将更加明确本发明的具体的保护范围。

附图标记说明

bv：加注船舶gfs：燃气推进船舶

110：储存罐111：移送泵

112：燃料供给泵113：气化器

120：加注管理部121：蒸发气体压缩机

121a：低压压缩机121b：增压压缩机

121c：高压压缩机122：再液化装置、冷却装置

123：压力调节阀、减压阀124：气液分离器

125：蒸发气体换热器126：过冷装置、冷却装置

127：制冷剂供给部130：发电引擎

140：气体燃烧装置210a、210b：燃料罐

220：燃料处理部230：推进引擎

l1：加注线l2：蒸发气体回流线

l3：压力调节线l4：蒸发气体消耗线

l5：液化气体消耗线l6：气体供给线

l7：制冷剂循环线

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