Область техники
[1] Настоящее изобретение относится к способу и системе для повторного сжижения отпарного газа (BOG), полученного в результате естественного испарения сжиженного газа, и, более конкретно, к системе повторного сжижения отпарного газа, в которой, помимо отпарного газа, образовавшегося в резервуаре для хранения судна, работающего на сжиженном природном газе (LNG), подаваемого в качестве топлива в двигатель, избыточное количество отпарного газа, превышающее потребность двигателя в топливе, подвергают повторному сжижению с применением отпарного газа в качестве охлаждающего агента.
Уровень техники
[2] В последнее время во всем мире быстро растет потребление сжиженного газа, такого как сжиженный природный газ (LNG). Сжиженный газ, полученный путем охлаждения природного газа до чрезвычайно низкой температуры, имеет гораздо меньший объем, чем природный газ, и, таким образом, намного лучше подходит для хранения и транспортировки. Кроме того, поскольку содержание веществ, загрязняющих воздух, в природном газе можно уменьшить или загрязняющие воздух вещества могут быть удалены во время процесса сжижения, сжиженный газ, такой как LNG, представляет собой экологически чистое топливо, которое характеризуется при сгорании низкими выбросами веществ, загрязняющих воздух.
[3] LNG представляет собой бесцветную и прозрачную жидкость, полученную путем охлаждения природного газа, состоящего в основном из метана, до температуры примерно -163°С для сжижения природного газа, и имеет объем, составляющий примерно 1/600 от объема природного газа. Таким образом, сжижение природного газа обеспечивает очень эффективную транспортировку.
[4] Однако, поскольку природный газ сжижают при чрезвычайно низкой температуре -163°С при нормальном давлении, LNG может легко испаряться при небольшом изменении температуры. Хотя резервуар для хранения LNG является изолированным, в такой резервуар для хранения может непрерывно поступать внешнее тепло, что вызывает естественное испарение LNG при транспортировке, в результате чего образуется отпарной газ (BOG).
[5] Образование BOG означает потерю LNG и, таким образом, оказывает большое влияние на эффективность транспортировки. Кроме того, при накапливании BOG в резервуаре для хранения существует риск чрезмерного повышения давления внутри резервуара для хранения, что приводит к повреждению резервуара. Были проведены различные исследования, направленные на обработку BOG, полученного в резервуаре для хранения LNG. Недавно для обработки BOG был предложен способ, согласно которому BOG подвергают повторному сжижению для возврата в резервуар для хранения LNG, при этом в указанном способе BOG используют в качестве источника энергии в источнике потребления топлива, таком как судовой двигатель и т.п.
[6] Примеры способа повторного сжижения BOG включают способ использования холодильного цикла с отдельным охлаждающим агентом, согласно которому BOG может обмениваться теплом с охлаждающим агентом для повторного сжижения, и способ использования BOG в качестве охлаждающего агента для повторного сжижения BOG без какого-либо отдельного охлаждающего агента. В частности, систему, в которой используют последний способ, называют системой частичного повторного сжижения (PRS).
[7] Примеры судового двигателя, способного работать на природном газе, включают газовые двигатели, такие как двухтопливный дизель-электрический двигатель (двигатель типа DFDE), двухтопливный двигатель типа X-DF и двигатель типа ME-GI (двигатель типа ME с впрыскиванием газа).
[8] В двигателе типа DFDE используют четырехтактный цикл и цикл Отто, при котором природный газ с относительно низким давлением примерно 6,5 бар нагнетают во впускное отверстие для подачи воздуха в зону горения с последующим перемещением поршня вверх для сжатия газа.
[9] В двигателе типа X-DF используют двухтактный цикл и цикл Отто, применяя в качестве топлива природный газ с давлением примерно 16 бар.
[10] В двигателе типа ME-GI используют двухтактный цикл и цикл дизеля, при котором природный газ с высоким давлением примерно 300 бар нагнетают непосредственно в камеру сгорания вблизи верхней мертвой точки поршня.
Описание изобретения
Техническая проблема
[11] Таким образом, когда отпарной газ (BOG), образовавшийся в резервуаре для хранения сжиженного природного газа (LNG), сжимают и подвергают повторному сжижению посредством теплообмена с применением отпарного газа без помощи отдельного охлаждающего агента, необходимо сжимать BOG при высоком давлении для обеспечения эффективности повторного сжижения с применением цилиндра, работающего в режиме масляной смазки.
[12] Отпарной газ, сжатый с помощью компрессора, содержащего цилиндры, работающие в режиме масляной смазки, содержит смазочное масло. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что смазочное масло, содержащееся в сжатом BOG, конденсируется или застывает перед BOG и блокирует канал для текучей среды теплообменника во время охлаждения сжатого BOG в теплообменнике. В частности, пластинчатый теплообменник с вытравленными каналами (PCHE), содержащий узкий канал для текучей среды (например, канал для текучей среды микроканального типа), страдает от более частой закупорки канала для текучей среды из-за сконденсированного или застывшего смазочного масла.
[13] Соответственно, авторы настоящего изобретения разработали различные способы отделения смазочного масла от сжатого BOG для предотвращения закупки канала для текучей среды теплообменника сконденсированным или застывшим смазочным маслом.
[14] Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают способ и систему для уменьшения или предотвращения закупорки канала для текучей среды теплообменника сконденсированным или застывшим смазочным маслом, позволяющую удалять сконденсированное или застывшее смазочное масло, засоряющее канал для текучей среды теплообменника, посредством простого и экономичного способа.
Техническое решение
[15] Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложен способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG путем сжатия BOG с помощью компрессора, охлаждения сжатого BOG посредством теплообмена с несжатым BOG с помощью теплообменника и снижения давления текучей среды, охлажденной посредством теплообмена, с помощью редуктора давления, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом определяют, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, если соблюдается по меньшей мере одно из следующих условий: условие, что разность температур между BOG перед теплообменником, подлежащим применению в теплообменнике в качестве охлаждающего агента, и BOG, сжатым в компрессоре и охлажденным с помощью теплообменника (далее называемая «разностью температур холодного потока»), составляет первое предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение заданного периода времени или более; условие, что разность температур между BOG, применяемым в качестве охлаждающего агента в теплообменнике, и BOG, сжатым с помощью компрессора и направленным в теплообменник (далее называемая «разностью температур горячего потока»), составляет первое предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение заданного периода времени или более; и условие, что разность давлений между BOG, сжатым с помощью компрессора и направленным в теплообменник, в месте перед теплообменником, и BOG, охлажденным с помощью теплообменника, в месте после теплообменника (далее называемая «разностью давлений канала для горячей текучей среды»), составляет второе предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени или более.
[16] Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предложен способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG путем сжатия BOG с помощью компрессора, охлаждения сжатого BOG посредством теплообмена с несжатым BOG с помощью теплообменника и снижения давления текучей среды, охлажденной посредством теплообмена, с помощью редуктора давления, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом определяют, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, если нижнее значение между разностью температур между BOG перед теплообменником, подлежащим применению в теплообменнике в качестве охлаждающего агента, и BOG, сжатым в компрессоре и охлажденным с помощью теплообменника (далее называемой «разностью температур холодного потока»), и разностью температур между BOG, применяемым в качестве охлаждающего агента в теплообменнике, и BOG, сжатым с помощью компрессора и направленным в теплообменник (далее называемой «разностью температур горячего потока»), составляет первое предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение заданного периода времени или более, или если разность давлений между BOG, сжатым с помощью компрессора и направленным в теплообменник, в месте перед теплообменником, и BOG, охлажденным с помощью теплообменника, в месте после теплообменника (далее называемая «разностью давлений канала для горячей текучей среды»), составляет второе предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение заданного периода времени или более.
[17] Может быть сгенерирован предупредительный сигнал для указания на момент времени для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла.
[18] Можно определить, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, если производительность теплообменника уменьшилась на от 60 до 80% относительно его нормальной производительности.
[19] Первое предварительно установленное значение может составлять 35°C.
[20] Второе предварительно установленное значение может быть в два раза больше значения при работе в нормальном режиме.
[21] Второе предварительно установленное значение может составлять 2 бара (200 кПа).
[22] Предварительно заданный период времени может составлять 1 час.
[23] Разность температур холодного потока можно обнаружить с помощью первого температурного датчика, расположенного перед каналом для холодной текучей среды теплообменника, и с помощью четвертого температурного датчика, расположенного после канала для горячей текучей среды теплообменника.
[24] Разность температур горячего потока можно обнаружить с помощью второго температурного датчика, расположенного после канала для холодной текучей среды теплообменника, и с помощью третьего температурного датчика, расположенного перед каналом для горячей текучей среды теплообменника.
[25] Разность давлений в канале для горячей текучей среды можно обнаружить с помощью первого датчика давления, расположенного перед каналом для горячей текучей среды теплообменника, и с помощью второго датчика давления, расположенного после канала для горячей текучей среды теплообменника.
[26] Разность давлений в канале для горячей текучей среды можно обнаружить с помощью датчика разности давления, измеряющего разность давлений между входным потоком канала для горячей текучей среды теплообменника и выходным потоком канала для горячей текучей среды теплообменника.
[27] В компрессоре BOG можно сжать до давления от 150 до 350 бар.
[28] В компрессоре BOG можно сжать до давления от 80 бар до 250 бар.
[29] Теплообменник может содержать канал для текучей среды микроканального типа.
[30] Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения предложен способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG с применением BOG в качестве охлаждающего агента, при этом момент времени для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла определяют на основе по меньшей мере одного параметра, выбранного из разности температур и разности давлений оборудования, и при этом происходит генерация предупредительного сигнала, что указывает на момент времени для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла.
[31] Оборудование может включать теплообменник, содержащий канал для текучей среды микроканального типа.
[32] Теплообменник может представлять собой пластинчатый теплообменник с вытравленными каналами (PCHE).
[33] Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения предложен способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG с применением BOG в качестве охлаждающего агента, при этом смазочное масло, собранное в газожидкостном сепараторе, удаляют из газожидкостного сепаратора через линию слива смазочного масла, отделенную от пятой линии подачи, по которой сжиженный газ, полученный путем повторного сжижения BOG, удаляют из газожидкостного сепаратора.
[34] Скорость удаления смазочного масла из газожидкостного сепаратора можно увеличить путем подачи в газожидкостной сепаратор азота.
[35] При повторном сжижении BOG сжатый BOG можно охладить в теплообменнике с применением BOG в качестве охлаждающего агента, при этом при удалении смазочного масла в газожидкостной сепаратор можно подавать азот по каналу для горячей текучей среды, через который сжатый BOG подают в теплообменник.
[36] Давление азота, подаваемого в газожидкостной сепаратор, может составлять от 5 до 7 бар.
[37] При повторном сжижении BOG сжиженный газ, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора, можно направить в резервуар для хранения по пятой линии подачи, при этом восьмой клапан может быть расположен на пятой линии подачи для регулирования расхода текучей среды и открытия/закрытия пятой линии подачи, при этом во время удаления смазочного масла восьмой клапан закрыт.
[38] Во время удаления смазочного масла двигатель может быть приведен в действие.
[39] При удалении смазочного масла BOG, подлежащий подаче в канал для холодной текучей среды теплообменника, можно подвергнуть сжатию и направить в канал для горячей текучей среды теплообменника после обхода теплообменника.
[40] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, несжатого компрессором; редуктор давления, расположенный после теплообменника и снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника; и газожидкостной сепаратор, расположенный после редуктора давления и разделяющий BOG на сжиженный газ, полученный путем повторного сжижения, и газообразный BOG, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом газожидкостной сепаратор соединен с линией слива смазочного масла, по которой удаляют смазочное масло, собранное в газожидкостном сепараторе.
[41] Линия слива смазочного масла может быть соединена с нижним концом газожидкостного сепаратора.
[42] Сжиженный газ, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора, можно удалить из газожидкостного сепаратора по пятой линии подачи, при этом линия слива смазочного масла может быть расположена отдельно от пятой линии подачи.
[43] Один из концов пятой линии подачи может быть расположен над нижним концом газожидкостного сепаратора в газожидкостном сепараторе, соединенном с линией слива смазочного масла.
[44] Один из концов пятой линии подачи может быть расположен выше уровня смазочного масла, когда количество смазочного масла, собранного в газожидкостном сепараторе, достигает максимального значения.
[45] Система повторного сжижения BOG может дополнительно содержать обходную линию, по которой BOG подают в компрессор после обхода теплообменника.
[46] Система повторного сжижения BOG может дополнительно содержать масляный сепаратор, расположенный после компрессора и отделяющий смазочное масло от BOG.
[47] Система повторного сжижения BOG может дополнительно содержать первый масляный фильтр, расположенный после компрессора и отделяющий смазочное масло от BOG.
[48] С помощью первого масляного фильтра можно отделять смазочное масло, содержащее паровую фазу или фазу в виде тумана.
[49] Система повторного сжижения BOG может дополнительно содержать второй масляный фильтр, расположенный в по меньшей мере одном месте, выбранном из места между редуктором давления и газожидкостным сепаратором, пятой линии подачи, по которой удаляют сжиженный газ, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора, и шестой линии подачи, по которой удаляют газообразный BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора, при этом второй масляный фильтр представляет собой криогенный масляный фильтр.
[50] С помощью второго масляного фильтра можно отделять смазочное масло, содержащее твердую фазу.
[51] Газообразный BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора, можно объединить с BOG, подлежащим применению в теплообменнике в качестве охлаждающего агента, и направить в теплообменник для применения в качестве охлаждающего агента.
[52] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, несжатого компрессором; и редуктор давления, снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника, при этом система повторного сжижения BOG дополнительно включает: устройство обнаружения, расположенное перед и/или после теплообменника для обнаружения, не закупорен ли теплообменник смазочным маслом; и предупредительный сигнал, указывающий на то, что теплообменник закупорен смазочным маслом на основании результата обнаружения устройства обнаружения.
[53] Устройство обнаружения может представлять собой по меньшей мере один датчик, выбранный из температурного датчика и датчика давления.
[54] Устройство обнаружения может содержать по меньшей мере один датчик, выбранный из первого температурного датчика, расположенного перед каналом для холодной текучей среды теплообменника, второго температурного датчика, расположенного после канала для холодной текучей среды теплообменника, третьего температурного датчика, расположенного перед каналом для горячей текучей среды теплообменника, четвертого температурного датчика, расположенного после канала для горячей текучей среды теплообменника, первого датчика давления, расположенного перед каналом для горячей текучей среды теплообменника, и второго датчика давления, расположенного после канала для горячей текучей среды теплообменника.
[55] Система повторного сжижения BOG может дополнительно содержать устройство определения, определяющее, не закупорен ли теплообменник смазочным маслом.
[56] Устройство определения может представлять собой контроллер. В настоящем изобретении на основании результата обнаружения устройства обнаружения контроллер может определять, не закупорен ли теплообменник смазочным маслом.
[57] В компрессоре BOG можно сжать до давления от 150 до 350 бар.
[58] В компрессоре BOG можно сжать до давления от 80 бар до 250 бар.
[59] Теплообменник может содержать канал для текучей среды микроканального типа.
[60] Теплообменник может представлять собой пластинчатый теплообменник с вытравленными каналами (PCHE).
[61] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG путем сжатия BOG с помощью компрессора, охлаждения сжатого BOG посредством теплообмена с несжатым BOG с помощью теплообменника и снижения давления текучей среды, охлажденной посредством теплообмена, с помощью редуктора давления, при этом BOG, подлежащий применению в теплообменнике в качестве охлаждающего агента, подают в теплообменник по первой линии подачи, BOG, применяемый в качестве охлаждающего агента в теплообменнике, подают в компрессор по второй линии подачи, и BOG, не используемый в качестве охлаждающего агента в теплообменнике, подают в компрессор по обходной линии в обход теплообменника, и при этом перепускной клапан для регулирования расхода текучей среды и открытия/закрытия соответствующей линии подачи расположен на обходной линии, первый клапан для регулирования расхода текучей среды и открытия/закрытия соответствующей линии подачи расположен на первой линии подачи перед теплообменником, второй клапан для регулирования расхода текучей среды и открытия/закрытия соответствующей линии подачи расположен на второй линии подачи после теплообменника, и компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, при этом предложенный способ удаления смазочного масла включает: 2) открытие перепускного клапана при одновременном закрытии первого клапана и второго клапана; 3) направление BOG, не используемого в качестве охлаждающего агента в теплообменнике, в компрессор по обходной линии с последующим сжатием с помощью компрессора; и 4) направление части или всего сжатого в компрессоре BOG в теплообменник, при этом сконденсированное или застывшее смазочное масло удаляют из системы повторного сжижения BOG после расплавления или снижения вязкости под действием BOG, температура которого повышается во время сжатия в компрессоре.
[62] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, удаленного из резервуара для хранения; первый клапан для регулирования расхода текучей среды и открытия/закрытия соответствующей линии подачи, расположенный на первой линии подачи, по которой BOG, подлежащий применению в теплообменнике в качестве охлаждающего агента, подают в теплообменник; второй клапан для регулирования расхода текучей среды и открытия/закрытия соответствующей линии подачи, расположенный на второй линии подачи, по которой BOG, применяемый в качестве охлаждающего агента в теплообменнике, подают в компрессор; обходную линию, по которой BOG подают в компрессор после обхода теплообменника; и редуктор давления, расположенный после теплообменника и снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом обходная линия ответвляется от первой линии подачи перед первым клапаном и соединена со второй линией подачи после второго клапана.
[63] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG путем сжатия BOG с помощью компрессора, охлаждения сжатого BOG посредством теплообмена с несжатым BOG с помощью теплообменника и снижения давления текучей среды, охлажденной посредством теплообмена, с помощью редуктора давления, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, BOG направляют в компрессор через обходную линию в обход теплообменника и сжимают с помощью компрессора, сжатый с помощью компрессора BOG подают в двигатель, а избыточное количество BOG, не направляемое в двигатель, подают в теплообменник для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла после расплавления смазочного масла или снижения его вязкости под действием BOG, температура которого повышается во время сжатия в компрессоре.
[64] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG с применением BOG в качестве охлаждающего агента, при этом сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают в теплообменнике посредством теплообмена с применением BOG, удаленного из резервуара для хранения, в качестве охлаждающего агента при повторном сжижения BOG; компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки; и сконденсированное или застывшее смазочное масло после расплавления или снижения вязкости удаляют по обходной линии, расположенной с возможностью обхода теплообменника и используемой при капитальном ремонте теплообменника.
[65] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ подачи моторного топлива, согласно которому топливо подают в двигатель во время удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла путем расплавления сконденсированного или застывшего смазочного масла или снижения его вязкости.
[66] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, несжатого компрессором; редуктор давления, расположенный после теплообменника и снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника; и по меньшей мере одну комбинацию, выбранную из комбинации первого температурного датчика, расположенного перед каналом для холодной текучей среды теплообменника, и четвертого температурного датчика, расположенного после канала для горячей текучей среды теплообменника, комбинации второго температурного датчика, расположенного после канала для холодной текучей среды теплообменника и третьего температурного датчика, расположенного перед каналом для горячей текучей среды теплообменника, и комбинации первого датчика давления, расположенного перед каналом для горячей текучей среды теплообменника, и второго датчика давления, расположенного после канала для горячей текучей среды теплообменника, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки.
[67] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, несжатого компрессором; редуктор давления, расположенный после теплообменника и снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника; и по меньшей мере одну комбинацию, выбранную из комбинации первого температурного датчика, расположенного перед каналом для холодной текучей среды теплообменника, и четвертого температурного датчика, расположенного после канала для горячей текучей среды теплообменника, комбинации второго температурного датчика, расположенного после канала для холодной текучей среды теплообменника и третьего температурного датчика, расположенного перед каналом для горячей текучей среды теплообменника, и датчик разности давления, измеряющий разность давлений между входным потоком канала для горячей текучей среды теплообменника и выходным потоком канала для горячей текучей среды теплообменника, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки.
[68] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, выполненная с возможностью повторного сжижения BOG путем сжатия BOG с помощью компрессора, охлаждения сжатого BOG посредством теплообмена с несжатым BOG с помощью теплообменника и снижение давления текучей среды, охлажденной посредством теплообмена, с помощью редуктора давления, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом при обнаружении неисправности теплообменника происходит генерация предупредительного сигнала.
[69] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG с применением BOG в качестве охлаждающего агента, при этом BOG охлаждают с помощью теплообменника с использованием BOG в качестве охлаждающего агента при повторном сжижении BOG, и определяют, настало ли время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, на основе нижнего значения между разностью температур между температурой, измеренной первым температурным датчиком, расположенным перед каналом для холодной текучей среды теплообменника, и температурой, измеренной четвертым температурным датчиком, расположенным после канала для горячей текучей среды теплообменника, и разностью температур между температурой, измеренной вторым температурным датчиком, расположенным после канала для холодной текучей среды теплообменника, и температурой, измеренной третьим температурным датчиком, расположенным перед каналом для горячей текучей среды, или на основе разности давлений между давлением, измеренным первым датчиком давления, расположенным перед каналом для горячей текучей среды теплообменника, и давлением, измеренным вторым датчиком давления, расположенным после канала для горячей текучей среды теплообменника.
[70] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предложен способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG с применением BOG в качестве охлаждающего агента, при этом BOG охлаждают с помощью теплообменника с использованием BOG в качестве охлаждающего агента при повторном сжижении BOG, и определяют, настало ли время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, на основе нижнего значения между разностью температур между температурой, измеренной первым температурным датчиком, расположенным перед каналом для холодной текучей среды теплообменника, и температурой, измеренной четвертым температурным датчиком, расположенным после канала для горячей текучей среды теплообменника, и разностью температур между температурой, измеренной вторым температурным датчиком, расположенным после канала для холодной текучей среды теплообменника, и температурой, измеренной третьим температурным датчиком, расположенным перед каналом для горячей текучей среды, или на основе разности давлений, измеренной датчиком разности давления для измерения разности давлений между входным потоком канала для горячей текучей среды теплообменника и выходным потоком канала для горячей текучей среды теплообменника.
[71] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, несжатого компрессором; редуктор давления, расположенный после теплообменника и снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника; и второй масляный фильтр, расположенный после редуктора давления, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом второй масляный фильтр представляет собой криогенный масляный фильтр.
[72] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, несжатого компрессором; редуктор давления, расположенный после теплообменника и снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника; газожидкостной сепаратор, расположенный после редуктора давления и разделяющий BOG на сжиженный газ, полученный путем повторного сжижения, и газообразный BOG; и второй масляный фильтр, расположенный на пятой линии подачи, по которой удаляют сжиженный газ, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом второй масляный фильтр представляет собой криогенный масляный фильтр.
[73] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, несжатого компрессором; редуктор давления, расположенный после теплообменника и снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника; газожидкостной сепаратор, расположенный после редуктора давления и разделяющий BOG на сжиженный газ, полученный путем повторного сжижения, и газообразный BOG; и второй масляный фильтр, расположенный на шестой линии подачи, по которой удаляют газообразный BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом второй масляный фильтр представляет собой криогенный масляный фильтр.
[74] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, несжатого компрессором; редуктор давления, расположенный после теплообменника и снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника; обходную линию, расположенную перед теплообменником таким образом, что BOG, подлежащий применению в теплообменнике в качестве охлаждающего агента, подают в компрессор по обходной линии в обход теплообменника; и перепускной клапан, расположенный на обходной линии и регулирующий расход текучей среды и открытие/закрытие обходной линии, при этом указанный перепускной клапан частично или полностью открывают, когда давление подаваемого в компрессор BOG ниже, чем режим давления на входе для указанного компрессора.
[75] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ подачи топлива в двигатель системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG путем сжатия BOG с помощью компрессора, охлаждения сжатого BOG посредством теплообмена с несжатым BOG с помощью теплообменника и снижения давления текучей среды, охлажденной посредством теплообмена, с помощью редуктора давления, при этом часть или весь BOG, подлежащий подаче в компрессор, направляют в компрессор после обхода теплообменника, когда давление подаваемого в компрессор BOG ниже, чем режим давления на входе для указанного компрессора.
[76] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, удаленного из резервуара для хранения; обходную линию, по которой BOG подают в компрессор после обхода теплообменника; и второй клапан, расположенный на второй линии подачи, по которой BOG, применяемый в качестве охлаждающего агента в теплообменнике, подают в компрессор, при этом указанный второй клапан регулирует расход текучей среды и открытие/закрытие второй линии подачи; и редуктор давления, расположенный после теплообменника и снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом обходная линия соединена со второй линией подачи после второго клапана.
[77] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG путем сжатия BOG с помощью компрессора, охлаждения сжатого BOG посредством теплообмена с несжатым BOG с помощью теплообменника и снижения давления текучей среды, охлажденной посредством теплообмена, с помощью редуктора давления, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом второй клапан для регулирования расхода текучей среды и открытия/закрытия соответствующей линии подачи расположен на второй линии подачи, по которой BOG, применяемый в качестве охлаждающего агента в теплообменнике, подают в компрессор, и при этом BOG сжимают с помощью компрессора после обхода теплообменника через обходную линию, избыточное количество BOG, превышающее потребность в моторном топливе, подают в теплообменник для удаления сконденсированного смазочного масла после расплавления сконденсированного смазочного масла под действием BOG, температура которого повышается во время сжатия в компрессоре, и обходная линия соединена со второй линией подачи после второго клапана.
[78] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, удаленного из резервуара для хранения; обходную линию, по которой BOG подают в компрессор после обхода теплообменника; первый клапан, расположенный на первой линии подачи, по которой BOG, подлежащий применению в теплообменнике в качестве охлаждающего агента, подают в теплообменник, при этом первый клапан регулирует расход текучей среды и открытие/закрытие первой линии подачи; и редуктор давления, расположенный после теплообменника и снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом обходная линия ответвляется от первой линии подачи перед первым клапаном.
[79] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система повторного сжижения BOG, содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, удаленного из резервуара для хранения; обходную линию, по которой BOG подают в компрессор после обхода теплообменника, при этом указанная обходная линия ответвляется от первой линии подачи, по которой BOG, подлежащий применению в теплообменнике в качестве охлаждающего агента, подают в теплообменник; редуктор давления, расположенный после теплообменника и снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника; и газожидкостной сепаратор, расположенный после редуктора давления и разделяющий BOG на сжиженный газ, полученный путем повторного сжижения, и газообразный BOG, при этом указанный компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом газообразный BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора, удаляют из газожидкостного сепаратора по шестой линии подачи, при этом указанная шестая линия подачи соединена с первой линией подачи перед точкой ответвления обходной линии.
Полезные эффекты
[80] Согласно вариантам реализации настоящего изобретения сконденсированное или застывшее смазочное масло внутри теплообменника можно удалить посредством простого и экономичного способа, используя существующее оборудование, без установки отдельного оборудования или подачи отдельной текучей среды для удаления смазочного масла.
[81] Согласно вариантам реализации настоящего изобретения возможен капитальный ремонт теплообменника при одновременном продолжении работы двигателя путем приведения двигателя в действие во время удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла. Кроме того, сконденсированное или застывшее смазочное масло можно удалить, применяя избыточное количество BOG, не использованное двигателем. Кроме того, используя двигатель, можно сжигать смазочное масло, смешанное с BOG.
[82] Согласно вариантам реализации настоящего изобретения при скапливании смазочного масла в газожидкостном сепараторе расплавленное смазочное масло или смазочное масло с пониженной вязкостью можно эффективно удалять, используя улучшенный газожидкостной сепаратор.
[83] Согласно вариантам реализации настоящего изобретения криогенный масляный фильтр размещают в по меньшей мере одном месте, выбранном из места после редуктора давления, пятой линии подачи, по которой сжиженный газ удаляют из газожидкостного сепаратора, и шестой линии подачи, по которой BOG удаляют из газожидкостного сепаратора, что, тем самым, обеспечивает эффективное удаление смазочного масла, смешанного с BOG.
[84] Согласно вариантам реализации настоящего изобретения возможно соблюдение режима давления на входе для указанного компрессора и требования к моторному топливу для двигателя при одновременном поддержании характеристик повторного сжижения посредством простого и экономичного способа даже с применением существующего оборудования без использования отдельного оборудования.
Описание графических материалов
[85] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение системы повторного сжижения BOG согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.
[86] Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение системы повторного сжижения BOG согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.
[87] Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение системы повторного сжижения BOG согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения.
[88] Фиг. 4 представляет собой увеличенное изображение газожидкостного сепаратора согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
[89] Фиг. 5 представляет собой увеличенное изображение второго масляного фильтра согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
[90] Фиг. 6 представляет собой увеличенное изображение второго масляного фильтра согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.
[91] Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение системы повторного сжижения BOG согласно четвертому варианту реализации настоящего изобретения.
[92] Фиг. 8 представляет собой увеличенное изображение редуктора давления согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
[93] Фиг. 9 представляет собой увеличенное изображение редуктора давления согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.
[94] Фиг. 10 представляет собой увеличенное изображение теплообменника и газожидкостного сепаратора согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
[95] Фиг. 11 и фиг. 12 представляют собой графики, на которых показаны коэффициенты повторного сжижения в зависимости от давления BOG в системе частичного повторного сжижения (PRS).
[96] Фиг. 13 представляет собой вид сверху фильтрующего элемента, показанного на фиг. 5 и фиг. 6.
Лучший вариант реализации изобретения
[97] Далее варианты реализации настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Системы повторного сжижения BOG согласно настоящему изобретению можно использовать на различных суднах, таких как судна, оборудованные двигателями, работающими на природном газе, судна, содержащие резервуары для хранения сжиженного газа, морские сооружения и т.п. Следует понимать, что приведенные ниже варианты реализации могут быть модифицированы различными способами и не ограничивают объем настоящего изобретения.
[98] Кроме того, текучая среда в каждой линии подачи текучей среды системы согласно настоящему изобретению может содержать жидкую фазу, смешанную фазу пар-жидкость, паровую фазу и фазу сверхкритической жидкости в зависимости от условий эксплуатации системы.
[99] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение системы повторного сжижения BOG согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.
[100] Как показано на фиг. 1, система повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации содержит компрессор 200, теплообменник 100, редуктор 600 давления, обходную линию BL и перепускной клапан 590.
[101] В компрессоре 200 происходит сжатие BOG, удаленного из резервуара T для хранения, при этом указанный компрессор 200 может содержать множество цилиндров 210, 220, 230, 240, 250 и множество охладителей 211, 221, 231, 241, 251. Давление BOG, сжатого с помощью компрессора 200, может составлять от 150 до 350 бар.
[102] Некоторое количество BOG, сжатого с помощью компрессора 200, можно подавать в главный двигатель судна по линии SL подачи топлива, а другую часть BOG, не используемую главным двигателем, можно подавать в теплообменник 100 по третьей линии L3 подачи для проведения процесса повторного сжижения. Основной двигатель может представлять собой двигатель типа ME-GI, в котором в качестве топлива используют природный газ высокого давления с давлением примерно 300 бар.
[103] Часть BOG, прошедшего через несколько цилиндров 210, 220 из цилиндров компрессора 200, отделяют и подают в генератор. Генератор согласно такому варианту реализации может представлять собой двухтопливный (DF) двигатель, в котором в качестве топлива используют природный газ низкого давления с давлением примерно 6,5 бар.
[104] В теплообменнике 100 происходит охлаждение BOG, сжатого с помощью компрессора 200 и подаваемого по третьей линии L3 подачи, посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, удаленного из резервуара T для хранения и подаваемого по первой линии L1 подачи. BOG, применяемый в теплообменнике 100 в качестве охлаждающего агента, направляют в компрессор 200 по второй линии L2 подачи, а текучую среду, охлажденную с помощью теплообменника 100, подают в редуктор 600 давления по четвертой линии L4 подачи.
[105] В редукторе 600 давления происходит снижение давления BOG, сжатого с помощью компрессора 200 и затем охлажденного в теплообменнике 100. Часть или весь газообразный BOG подвергают повторному сжижению путем сжатия с помощью компрессора 200, охлаждения с помощью теплообменника 100 и снижения давления с помощью редуктора 600 давления. Редуктор 600 давления может представлять собой расширительный клапан, такой как клапан Джоуля-Томсона, или может представлять собой нагнетательный насос.
[106] Система повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации может дополнительно содержать газожидкостной сепаратор 700, расположенный позади редуктора 600 давления, для отделения BOG, оставшегося в паровой фазе, от сжиженного природного газа, полученного путем повторного сжижения газа BOG с помощью компрессора 200, теплообменника 100 и редуктора 600 давления.
[107] Сжиженный газ, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, подают в резервуар T для хранения по пятой линии L5 подачи, и BOG, отделенный в помощью газожидкостного сепаратора 700, можно объединить с BOG, удаленным из резервуара T для хранения, и направить в теплообменник 100.
[108] Девятый клапан 582 для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии подачи может быть расположен на шестой линии L6 подачи, по которой BOG, содержащий паровую фазу, удаляют из газожидкостного сепаратора 700.
[109] Если теплообменник 100 не доступен, например, при капитальном ремонте или в результате неисправности теплообменника 100, для BOG, удаленного из резервуара T для хранения, имеется возможность обойти теплообменник 100 через обходную линию BL. Обходная линия BL оборудована перепускным клапаном 590, открывающим и закрывающим обходную линию BL.
[110] Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение системы повторного сжижения BOG согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.
[111] Как показано на фиг. 2, система повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации содержит теплообменник 100, первый клапан 510, второй клапан 520, первый температурный датчик 810, второй температурный датчик 820, компрессор 200, третий температурный датчик 830, четвертый температурный датчик 840, первый датчик 910 давления, второй датчик 920 давления, редуктор 600 давления, обходную линию BL и перепускной клапан 590.
[112] В теплообменнике 100 происходит охлаждение BOG, сжатого с помощью компрессора 200, посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, удаленного из резервуара T для хранения. BOG, удаленный из резервуара T для хранения и применяемый в теплообменнике 100 в качестве охлаждающего агента, направляют в компрессор 200, и BOG, сжатый с помощью компрессора 200, охлаждают в теплообменнике 100 с применением в качестве охлаждающего агента BOG, удаленного из резервуара T для хранения.
[113] BOG, удаленный из резервуара T для хранения, подают в теплообменник 100 по первой линии L1 подачи и используют в качестве охлаждающего агента, а BOG, применяемый в теплообменнике 100 в качестве охлаждающего агента, направляют в компрессор 200 по второй линии L2 подачи. Часть или весь BOG, сжатый с помощью компрессора 200, подают в теплообменник 100 по третьей линии L3 подачи для охлаждения, и текучую среду, охлажденную с помощью теплообменника 100, подают в редуктор 600 давления по четвертой линии L4 подачи.
[114] Первый клапан 510 расположен на первой линии L1 подачи для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии подачи, и второй клапан 520 расположен на второй линии L2 подачи для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии подачи.
[115] Первый температурный датчик 810 расположен перед теплообменником 100 на первой линии L1 подачи для измерения температуры BOG, удаленного из резервуара T для хранения и подаваемого в теплообменник 100. Первый температурный датчик 810 предпочтительно расположен непосредственно перед теплообменником 100 для измерения температуры BOG непосредственно перед подачей в теплообменник 100.
[116] В настоящем документе термин «перед» означает выше по потоку, а термин «позади» означает ниже по потоку.
[117] Второй температурный датчик 820 расположен после теплообменника 100 на второй линии L2 подачи для измерения температуры BOG, применяемого в качестве охлаждающего агента в теплообменнике 100 после удаления из резервуара T для хранения. Второй температурный датчик 820 предпочтительно расположен непосредственно позади теплообменника 100 для измерения температуры BOG сразу же после его применения в качестве охлаждающего агента в теплообменнике 100.
[118] В компрессоре 200 происходит сжатие BOG, применяемого в качестве охлаждающего агента в теплообменнике 100 после удаления из резервуара T для хранения. BOG, сжатый с помощью компрессора 200, можно подавать в двигатель высокого давления для применения в качестве топлива, и оставшуюся часть BOG после подачи в двигатель высокого давления можно подавать в теплообменник 100 для повторного сжижения.
[119] Шестой клапан 560 для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии подачи может быть расположен на линии SL подачи топлива, по которой BOG, сжатый с помощью компрессора 200, подают в двигатель высокого давления.
[120] Шестой клапан 560 действует в качестве предохранительного устройства для перекрытия подачи BOG в двигатель высокого давления при прерывании работы двигателя высокого давления в газовом режиме. Газовый режим означает режим, при котором двигатель работает с использованием природного газа в качестве топлива. Когда BOG, подлежащего применению в качестве топлива, недостаточно, двигатель переключается в режим мазута, что позволяет использовать мазут в качестве топлива для двигателя.
[121] Седьмой клапан 570 для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии подачи может быть расположен на линии подачи, по которой избыточное количество BOG, превышающее потребность двигателя высокого давления в топливе, наряду с BOG, сжатого с помощью компрессора 200, подают в теплообменник 100.
[122] При подаче BOG, сжатого с помощью компрессора 200, в двигатель высокого давления компрессор 200 может сжимать BOG до давления, необходимого для работы двигателя высокого давления. Двигатель высокого давления может представлять собой двигатель типа ME-GI, в котором в качестве топлива используют BOG высокого давления.
[123] Известно, что в двигателе типа ME-GI в качестве топлива используют природный газ с давлением от примерно 150 до 400 бар, предпочтительно от примерно 150 до примерно 350 бар, более предпочтительно примерно 300 бар. Для подачи сжатого BOG в двигатель типа ME-GI в компрессоре 200 можно сжимать BOG до давления от примерно 150 бар до примерно 350 бар.
[124] Вместо двигателя типа ME-GI в качестве основного двигателя можно использовать двигатель типа X-DF или двигатель типа DF, в которых в качестве топлива используют BOG при давлении от примерно 6 до примерно 20 бар. В этом случае, поскольку сжатый BOG, применяемый для подачи в главный двигатель, имеет низкое давление, сжатый BOG, подлежащий подаче в главный двигатель, может быть дополнительно сжат для повторного сжижения BOG. Дополнительно сжатый BOG для повторного сжижения может иметь давление от примерно 80 до 250 бар.
[125] Фиг. 11 и фиг. 12 представляют собой графики, на которых показаны коэффициенты повторного сжижения в зависимости от давления BOG в системе частичного повторного сжижения (PRS). BOG, применяемый с целью повторного сжижения, обозначает BOG, подлежащий повторному сжижению путем охлаждения, и отличается от BOG, применяемого в качестве охлаждающего агента.
[126] Как показано на фиг. 11 и фиг. 12, можно видеть, что, когда давление BOG составляет от 150 до 170 бар, коэффициент повторного сжижения достигает максимального значения, а когда давление BOG составляет от 150 до 300 бар, изменение коэффициента повторного сжижения по существу не происходит. Соответственно, в качестве двигателя высокого давления двигатель типа ME-GI, в котором в качестве топлива используют BOG с давлением от примерно 150 бар до примерно 350 бар (в основном 300 бар), может легко управлять системой повторного сжижения для подачи топлива в двигатель высокого давления при одновременном поддержании высокого коэффициента сжижения.
[127] Компрессор 200 может содержать множество цилиндров 210, 220, 230, 240, 250 и множество охладителей 211, 221, 231, 241, 251, расположенных после множества цилиндров 210, 220, 230, 240, 250, соответственно. В охладителях 211, 221, 231, 241, 251 происходит охлаждение BOG, сжатого с помощью цилиндров 210, 220, 230, 240, 250 и имеющего высокие давление и температуру.
[128] В конструкции, в которой компрессор 200 содержит множество цилиндров 210, 220, 230, 240, 250, BOG, направленный в компрессор 200, сжимают посредством нескольких ступеней с применением множества цилиндров 210, 220, 230, 240, 250. Каждый из цилиндров 210, 220, 230, 240, 250 может действовать как компрессионный терминал каждого компрессора 200.
[129] Компрессор 200 может содержать первую линию RC1 рециркуляции, по которой часть или весь BOG, прошедший через первый цилиндр 210 и первый охладитель 211, подают на передний конец первого цилиндра 210; вторую линию рециркуляции RC2, по которой часть или весь BOG, прошедший через второй цилиндр 220 и второй охладитель 221, подают на передний конец второго цилиндра 220; третью линию RC3 рециркуляции, по которой часть или весь BOG, прошедший через третий цилиндр 230 и третий охладитель 231, подают на передний конец третьего цилиндра 230; и четвертую линию 244 рециркуляции, по которой часть или весь BOG, прошедший через четвертый цилиндр 240, четвертый охладитель 241, пятый цилиндр 250 и пятый охладитель 251, подают на передний конец четвертого цилиндра 240.
[130] Кроме того, первый клапан 541 рециркуляции для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии подачи может быть расположен на первой линии RC1 рециркуляции, второй клапан 542 рециркуляции для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии подачи может быть расположен на второй линии RC2 рециркуляции, третий клапан 543 рециркуляции для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии подачи может быть расположен на третьей линии RC3 рециркуляции, и четвертый клапан 543 рециркуляции для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии подачи может быть расположен на четвертой линии RC4 рециркуляции.
[131] Линии RC1, RC2, RC3, RC4 рециркуляции защищают компрессор 200 путем рециркуляции части или всего BOG, когда резервуар T для хранения имеет низкое давление для соблюдения режима давления на входе, требуемого компрессором 200. Когда линии RC1, RC2, RC3, RC4 рециркуляции не используют, клапаны 541, 542, 543, 544 рециркуляции закрывают, и когда режим давления на входе, требуемый компрессором 200, не соблюдается и требуется использовать линии RC1, RC2, RC3, RC4 рециркуляции, клапаны 541, 542, 543, 544 рециркуляции открывают.
[132] Хотя на фиг. 2 показана структура, в которой BOG, прошедший через все из множества цилиндров 210, 220, 230, 240, 250 компрессора 200, подают в теплообменник 100, BOG, прошедший через некоторые из цилиндров 210, 220, 230, 240, 250, может быть разделен в компрессоре 200 для подачи в теплообменник 100.
[133] Кроме того, BOG, прошедший через некоторые из цилиндров 210, 220, 230, 240, 250, можно разделить в компрессоре 200 для подачи в двигатель низкого давления с целью применения в качестве топлива, а избыток можно подавать в установку для сжигания газа (GCU) с целью сжигания.
[134] Двигатель низкого давления может представлять собой двигатель типа DF (например, DFDE), в котором в качестве топлива используют BOG с давлением от 6 до 10 бар.
[135] Некоторые из цилиндров 210, 220, 230, 240, 250, содержащиеся в компрессоре 200, могут работать в режиме безмасляной смазки, а другие цилиндры могут работать в режиме масляной смазки. В частности, при сжатии BOG до 80 бар или более, предпочтительно до 100 бар или более, для применения сжатого с помощью компрессора 200 BOG в качестве топлива для двигателя высокого давления или для поддержания эффективности повторного сжижения компрессор 200 содержит цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, для сжатия BOG до высокого давления.
[136] Согласно предшествующему уровню техники для сжатия BOG до 100 бар или более смазочное масло для смазки и охлаждения подают в компрессор 200 возвратно-поступательного типа, например, в его часть, содержащую поршневое уплотнение.
[137] Поскольку смазочное масло подают в цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, согласно предшествующему уровню некоторое количество смазочного масла смешивается с BOG, прошедшим через цилиндр, работающий в режиме масляной смазки. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что смазочное масло, смешанное со сжатым BOG, конденсируется или застывает перед BOG в теплообменнике 100 и закупоривает канал для текучей среды теплообменника 100.
[138] Система повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации может дополнительно содержать масляный сепаратор 300 и первый масляный фильтр 410, расположенные между компрессором 200 и теплообменником 100, для отделения масла от BOG.
[139] В масляном сепараторе 300 обычно отделяют смазочное масло в жидкой фазе, а в первом масляном фильтре 410 отделяют смазочное масло в паровой фазе или в фазе в виде тумана. Поскольку в масляном сепараторе 300 отделяют смазочное масло, имеющее больший размер частиц, чем смазочное масло, отделенное первым масляным фильтром 410, масляный сепаратор 300 размещают перед первым масляным фильтром 410, так что BOG, сжатый с помощью компрессора 200, можно направить в теплообменник 100 после последовательного прохождения через масляный сепаратор 300 и первый масляный фильтр 410.
[140] Хотя на фиг. 2 показана структура, в которой система повторного сжижения BOG содержит как масляный сепаратор 300, так и первый масляный фильтр 410, система повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации может содержать одно устройство, выбранное из масляного сепаратора 300 и первого масляного фильтра 410. Предпочтительно, если используют как масляный сепаратор 300, так и первый масляный фильтр 410.
[141] Кроме того, хотя на фиг. 2 показана структура, в которой первый масляный фильтр 410 установлен на второй линии L2 подачи после компрессора 200, первый масляный фильтр 410 также может быть установлен на третьей линии L3 подачи перед теплообменником 100 и может быть установлен во множественном числе при параллельном расположении.
[142] В конструкции, в которой система повторного сжижения BOG содержит устройство, выбранное из масляного сепаратора 300 и первого масляного фильтра 410, и компрессор 200 содержит цилиндр, работающий в режиме безмасляной смазки, и цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, BOG, прошедший через цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, можно подавать в масляный сепаратор 300 и/или первый масляный фильтр 410, и BOG, прошедший только через цилиндр, работающий в режиме безмасляной смазки, можно напрямую подавать в теплообменник 100 без прохождения через масляный сепаратор 300 или масляный фильтр 410.
[143] В качестве примера, компрессор 200 согласно такому варианту реализации содержит пять цилиндров 210, 220, 230, 240, 250, в которых передние три цилиндра 210, 220, 230 могут представлять собой цилиндры, работающие в режиме безмасляной смазки, а два задних цилиндра 240, 250 могут представлять собой цилиндры, работающие в режиме масляной смазки. В настоящем изобретении в системе повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации BOG можно напрямую подавать в теплообменник 100 без прохождения через масляный сепаратор 300 или первый масляный фильтр 410 при разделении BOG на трех ступенях или менее и можно подавать в первый теплообменник 100 после прохождения через масляный сепаратор 300 и/или первый масляный фильтр 410 при разделении BOG на четырех ступенях или более.
[144] Первый масляный фильтр 410 может представлять собой коалесцирующий масляный фильтр.
[145] Обратный клапан 550 может быть расположен на линии SL подачи топлива между компрессором 200 и двигателем высокого давления. Обратный клапан 550 служит для предотвращения возврата BOG в компрессор и повреждения компрессора при остановке двигателя высокого давления.
[146] В конструкции, в которой система повторного сжижения BOG содержит масляный сепаратор 300 и/или первый масляный фильтр 410, обратный клапан 550 может быть расположен после масляного сепаратора 300 и/или первого масляного фильтра 410 для предотвращения прохождения BOG обратно в масляный сепаратор 300 и/или первый масляный фильтр 410.
[147] Кроме того, поскольку BOG может проходить обратно в компрессор 200 и повреждать компрессор 200 при внезапном закрытии расширительного клапана 600, обратный клапан 550 может быть расположен перед точкой ответвления третьей линии L3 подачи, ответвленной от линии SL подачи топлива.
[148] Третий температурный датчик 830 расположен перед теплообменником 100 на третьей линии L3 подачи для измерения температуры BOG, сжатого с помощью компрессора 200 и затем направленного в теплообменник 100. Третий температурный датчик 830 предпочтительно расположен непосредственно перед теплообменником 100 для измерения температуры BOG непосредственно перед подачей в теплообменник 100.
[149] Четвертый температурный датчик 840 расположен после теплообменника 100 на четвертой линии L4 подачи для измерения температуры BOG, сжатого с помощью компрессора 200 и затем охлажденного в теплообменнике 100. Четвертый температурный датчик 840 предпочтительно расположен непосредственно позади теплообменника 100 для измерения температуры BOG сразу же после охлаждения с помощью теплообменника 100.
[150] Первый датчик 910 давления расположен перед теплообменником 100 на третьей линии L3 подачи для измерения давления BOG, сжатого с помощью компрессора 200 и подаваемого в теплообменник 100. Первый датчик 910 давления предпочтительно расположен непосредственно перед теплообменником 100 для измерения давления BOG непосредственно перед подачей в теплообменник 100.
[151] Второй датчик 920 давления расположен после теплообменника 100 на четвертой линии L4 подачи для измерения давления BOG, сжатого с помощью компрессора 200 и затем охлажденного в теплообменнике 100. Второй датчик 920 давления предпочтительно расположен непосредственно позади теплообменника 100 для измерения давления BOG сразу же после охлаждения с помощью теплообменника 100.
[152] Как показано на фиг. 2, хотя желательно, чтобы в системе повторного сжижения были установлены все температурные датчики 810-840 от первого до четвертого, первый датчик 910 давления и второй датчик 920 давления, следует понимать, что настоящее изобретение этим не ограничено. Альтернативно, система повторного сжижения может быть оборудована только первым температурным датчиком 810 и четвертым температурным датчиком 840 («первая пара»), только вторым температурным датчиком 820 и третьим температурным датчиком 830 («вторая пара»), только первым датчиком 910 давления и вторым датчиком 920 давления («третья пара») или двумя парами, выбранными из первой, второй или третьей пар.
[153] Редуктор 600 давления расположен после теплообменника 100 для снижения давления BOG, сжатого с помощью компрессора 200 и затем охлажденного в теплообменнике 100. Часть или весь газообразный BOG подвергают повторному сжижению путем сжатия с помощью компрессора 200, охлаждения с помощью теплообменника 100 и снижения давления с помощью редуктора 600 давления. Редуктор 600 давления может представлять собой расширительный клапан, такой как клапан Джоуля-Томсона, или может представлять собой нагнетательный насос.
[154] Система повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации может дополнительно содержать газожидкостной сепаратор 700, расположенный после редуктора 600 давления, для отделения BOG, оставшегося в паровой фазе, от сжиженного природного газа, полученного путем повторного сжижения BOG с помощью компрессора 200 , теплообменника 100 и редуктора 600 давления.
[155] Сжиженный газ, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, подают в резервуар T для хранения по пятой линии L5 подачи, и BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, можно объединить с BOG, удаленным из резервуара T для хранения через шестую линию L6 подачи, и направить в теплообменник 100.
[156] Хотя на фиг. 2 показана структура, в которой BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, объединяют с BOG, удаленным из резервуара T для хранения и затем направленным в теплообменник 100, следует понимать, что настоящее изобретение этим не ограничено. Например, теплообменник 100 может состоять из трех каналов для текучей среды, и BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, можно подавать в теплообменник 100 через отдельный канал для текучей среды для использования в нем в качестве охлаждающего агента.
[157] Альтернативно, газожидкостной сепаратор 700 можно опустить, при этом система повторного сжижения BOG может быть выполнена с возможностью непосредственной подачи текучей среды, частично или полностью повторно сжиженной посредством снижения давления с помощью редуктора 600 давления, в резервуар T для хранения.
[158] Восьмой клапан 581 для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии подачи может быть расположен на пятой линии L5 подачи. Уровень сжиженного газа в газожидкостном сепараторе 700 регулируют с помощью восьмого клапана 581.
[159] Девятый клапан 592 для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии подачи может быть расположен на шестой линии L6 подачи. Внутреннее давление газожидкостного сепаратора 700 можно регулировать с помощью девятого клапана 592.
[160] Фиг. 4 представляет собой увеличенное изображение газожидкостного сепаратора согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения. Как показано на фиг. 4, газожидкостной сепаратор 700 может быть оборудован датчиком 940 уровня текучей среды, измеряющим уровень природного газа в газожидкостном сепараторе 700.
[161] Система повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации может содержать второй масляный фильтр 420, расположенный между редуктором 600 давления и газожидкостным сепаратором 700, для фильтрации смазочного масла, смешанного с текучей средой, подвергнутой снижению давления посредством редуктора 600 давления.
[162] Как показано на фиг. 2 и фиг. 4, второй масляный фильтр 420 может быть расположен на четвертой линии L4 подачи между редуктором 600 давления и газожидкостным сепаратором 700 (позиция A на фиг. 4), на пятой линии L5 подачи, по которой повторно сжиженный газ удаляют из газожидкостного сепаратора 700 (позиция B на фиг. 4), или на шестой линии L6 подачи, по которой газообразный BOG удаляют из газожидкостного сепаратора 700 (позиция C на фиг. 4). На фиг. 2 приведена структура, в которой второй масляный фильтр 420 установлен в положении А, как показано на фиг. 4.
[163] BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, можно объединить с BOG, удаленным из резервуара T для хранения, и направить в канал для холодной текучей среды теплообменника 100. В настоящем изобретении, поскольку смазочное масло скапливается в газожидкостном сепараторе 700, существует возможность, что даже небольшое количество смазочного масла может быть смешано с газообразным BOG, отделенным посредством газожидкостного сепаратора 700.
[164] Авторы настоящего изобретения обнаружили, что, когда газообразный BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, смешивается со смазочным маслом и направляется в канал для холодной текучей среды теплообменника 100, могут возникнуть более сложные ситуации, чем в случае, когда смазочное масло, смешанное с BOG, сжатым с помощью компрессора 200, подают в канал для горячей текучей среды теплообменника 100.
[165] Поскольку текучую среду, подлежащую применению в качестве охлаждающего агента в теплообменнике 100, направляют в канал для холодной текучей среды теплообменника 100, во время работы системы повторного сжижения туда же подают криогенный BOG, а текучую среду с температурой, достаточно высокой для расплавления сконденсированного или застывшего масла, не подают. Следовательно, очень трудно удалить сконденсированное или застывшее масло, скопившееся в канале для низкотемпературной текучей среды теплообменника 100.
[166] Для как можно большего уменьшения возможности подачи смеси смазочного масла и газообразного BOG, отделенного с помощью газожидкостного сепаратора 700, в канал для холодной текучей среды теплообменника 100, второй масляный фильтр 420 можно разместить в положении A или C, как показано на фиг. 4.
[167] В конструкции, в которой второй масляный фильтр 420 установлен в положении C, как показано на фиг. 4, поскольку большая часть расплавленного смазочного масла или смазочного масла с пониженной вязкостью скапливается в жидкой фазе в газожидкостном сепараторе 700, а количество газообразного смазочного масла, удаленного по шестой линии L6 подачи, является маленьким, имеются преимущества в том, что система повторного сжижения обладает высокой эффективностью фильтрации и не требует частой замены второго масляного фильтра 420.
[168] В конструкции, в которой второй масляный фильтр 420 установлен в положении B, как показано на фиг. 4, поскольку можно предотвратить попадание смазочного масла в резервуар T для хранения, можно предотвратить загрязнение сжиженного газа, хранящегося в резервуаре T для хранения.
[169] Поскольку первый масляный фильтр 410 расположен после компрессора 200, и температура сжатого с помощью компрессора 200 BOG составляет от примерно 40°С до примерно 45°С, нет необходимости использовать криогенный масляный фильтр. Однако, поскольку температура текучей среды, давление которой было понижено с помощью редуктора 600 давления, составляет от примерно -160°С до примерно -150°С для обеспечения повторного сжижения по меньшей мере части BOG, и поскольку температура сжиженного газа и BOG, отделенного с помощью газожидкостного сепаратора 700, составляет от примерно -160°С до примерно -150°С, второй масляный фильтр 420 должен выдерживать криогенные температуры независимо от положения второго масляного фильтра 420 среди положений А, В, С и D, показанных на фиг. 4.
[170] Кроме того, поскольку большая часть смазочного масла, смешанного с BOG, сжатым с помощью компрессора 200 и имеющим температуру от 40 до 45°С, содержит жидкую фазу или фазу в виде тумана, масляный сепаратор 300 спроектирован с возможностью отделения смазочного масла в жидкой фазе, и первый масляный фильтр 410 спроектирован с возможностью отделения смазочного масла в фазе в виде тумана (которая может содержать некоторое количество смазочного масла в паровой фазе).
[171] Напротив, текучая среда, которая представляет собой криогенную текучую среду и давление которой понижено с помощью редуктора 600 давления, BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, и смазочное масло, смешанное со сжиженным газом, отделенным с помощью газожидкостного сепаратора 700, в твердой фазе (или в застывшем состоянии), ниже точки текучести, второй масляный фильтр 420 спроектирован с возможностью отделения смазочного масла в твердой фазе (или в застывшем состоянии).
[172] Фиг. 5 представляет собой увеличенное изображение второго масляного фильтра согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения, и фиг. 6 представляет собой увеличенное изображение второго масляного фильтра согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.
[173] Как показано на фиг. 5 и фиг. 6, второй масляный фильтр 420 может иметь конструкцию, показанную на фиг. 5 (далее, «режим нисходящего выходного потока») или конструкцию, показанную на фиг. 6 (далее «режим восходящего выходного потока»). На фиг. 5 и фиг. 6 пунктирная линия указывает направление потока текучей среды.
[174] Как показано на фиг. 5 и фиг. 6, второй масляный фильтр 420 содержит крепежную пластину 425 и фильтрующий элемент 421 и соединен с впускной трубой 422, выпускной трубой 423 и трубой 424 для слива масла.
[175] Фильтрующий элемент 421 установлен на крепежной пластине 425 для отделения смазочного масла от текучей среды, проходящей через впускную трубу 422.
[176] Фиг. 13 представляет собой вид сверху фильтрующего элемента 421, показанного на фиг. 5 и фиг. 6. Как показано на фиг. 13, фильтрующий элемент 421 может иметь полую (Z-пространство на фиг. 13) цилиндрическую форму, в которой несколько слоев с разными размерами отверстий сетки, уложены друг на друга. Смазочное масло отфильтровывают от текучей среды, при этом текучая среда, проходящая во второй масляный фильтр 420 через впускную трубу 422, проходит через несколько слоев фильтрующего элемента 421. Фильтрующий элемент 421 позволяет отделять смазочное масло способом физической адсорбции.
[177] Текучую среду (BOG, сжиженный газ или текучую среду парожидкостной смеси), отфильтрованную с помощью фильтрующего элемента 421, удаляют через выпускную трубу 423, а смазочное масло, отфильтрованное с помощью фильтрующего элемента 421, удаляют через трубу 424 для слива масла.
[178] Компоненты второго масляного фильтра 420 выполнены из материалов, способных выдерживать криогенные условия, для отделения смазочного масла от текучей среды, имеющей чрезвычайно низкую температуру. Фильтрующий элемент 421 может быть выполнен из металла, способного выдерживать криогенные условия, в частности, SUS.
[179] Как показано на фиг. 5, в масляном фильтре, работающем в режиме нисходящего выходного потока, текучая среда, подаваемая через впускную трубу 422, соединенную с верхней частью масляного фильтра, проходит через фильтрующий элемент 421 и пространство (X на фиг. 5), образованное под крепежной пластиной 425, и затем выходит через выпускную трубу 423, соединенную с нижней частью масляного фильтра.
[180] В масляном фильтре, работающем в режиме нисходящего выходного потока, крепежная пластина 425 соединена с нижней частью масляного фильтра, фильтрующий элемент 421 расположен на верхней поверхности крепежной пластины 425, и выпускная труба 423 соединена со стороной масляного фильтра, расположенной напротив фильтрующего элемента 421 относительно крепежной пластины 425.
[181] Кроме того, в масляном фильтре, работающем в режиме нисходящего выходного потока, впускная труба 422 предпочтительно соединена с масляным фильтром таким образом, чтобы размещаться над верхним концом фильтрующего элемента 421, что позволяет фильтровать текучую среду, проходящую в масляный фильтр через впускную трубу 422, даже посредством верхней части фильтрующего элемента 421 (то есть, использовать как можно больше фильтрующего элемента).
[182] Желательно, чтобы впускная труба 422 и выпускная труба 423 были расположены на противоположных сторонах (на левой и правой сторонах относительно фильтрующего элемента 421, показанного на фиг. 5) с точки зрения потока текучей среды и, поскольку смазочное масло, отфильтрованное с помощью фильтрующего элемента 421, скапливается на нижней стороне масляного фильтра, желательно, чтобы труба 424 для слива масла была соединена с нижней частью фильтрующего элемента 421.
[183] В масляном фильтре, работающем в режиме нисходящего выходного потока, выпускная труба 424 для слива масла может быть соединена с масляным фильтром таким образом, чтобы размещаться непосредственно над крепежной пластиной 425.
[184] Как показано на фиг. 5 (а), когда текучую среду, состоящую в основном из жидкого компонента (например, 90 % об. жидкости и 10 % об. газа), подают в масляный фильтр, работающий в режиме нисходящего выходного потока, из-за высокой плотности жидкого компонента образуется нисходящий поток текучей среды, что, тем самым, обеспечивает хорошие результаты фильтрации.
[185] С другой стороны, как показано на фиг. 5 (b), когда текучую среду, состоящую из газообразного компонента (например, 10 % об. жидкости и 90 % об. газа), подают в масляный фильтр, работающий в режиме нисходящего выходного потока, газообразный компонент, имеющий небольшую плотность, остается в верхней части масляного фильтра, что, тем самым приводит к ухудшению потока текучей среды и результатов фильтрации.
[186] Как показано на фиг. 6, в масляном фильтре, работающем в режиме восходящего выходного потока, текучая среда, подаваемая через впускную трубу 422, соединенную с нижней частью масляного фильтра, проходит через фильтрующий элемент 421 и пространство (Y на фиг. 6), образованное над крепежной пластиной 425, и затем выходит через выпускную трубу 423, соединенную с верхней частью масляного фильтра.
[187] В масляном фильтре, работающем в режиме восходящего выходного потока, крепежная пластина 425 соединена с верхней частью масляного фильтра, фильтрующий элемент 421 расположен на нижней поверхности крепежной пластины 425, и выпускная труба 423 соединена со стороной масляного фильтра, расположенной напротив фильтрующего элемента 421 относительно крепежной пластины 425.
[188] Кроме того, в масляном фильтре, работающем в режиме восходящего выходного потока, впускная труба 422 предпочтительно соединена с масляным фильтром таким образом, чтобы размещаться ниже нижнего конца фильтрующего элемента 421, что позволяет фильтровать текучую среду, проходящую в масляный фильтр через впускную трубу 422 даже посредством нижней части фильтрующего элемента 421 (то есть, использовать как можно больше фильтрующего элемента).
[189] Желательно, чтобы впускная труба 422 и выпускная труба 423 были расположены на противоположных сторонах (на левой и правой сторонах относительно фильтрующего элемента 421, показанного на фиг. 6) с точки зрения потока текучей среды и, поскольку смазочное масло, отфильтрованное с помощью фильтрующего элемента 421, скапливается на нижней стороне масляного фильтра, желательно, чтобы труба 424 для слива масла была соединена с нижней частью фильтрующего элемента 421.
[190] Как показано на фиг. 6, в масляном фильтре, работающем в режиме восходящего выходного потока, текучая среда, подаваемая в масляный фильтр через впускную трубу 422, соединенную с нижней частью масляного фильтра, проходит через фильтрующий элемент 421 и выходит через выпускную трубу 423, соединенную с верхней частью масляного фильтра. Смазочное масло, отфильтрованное с помощью фильтрующего элемента 421, удаляют через отдельную трубу 424.
[191] Как показано на фиг. 6 (а), когда текучую среду, состоящую в основном из газообразного компонента (например, 10 % об. жидкости и 90 % об. газа), подают в масляный фильтр, работающий в режиме восходящего выходного потока, из-за низкой плотности газообразного компонента образуется восходящий поток текучей среды, что, тем самым, обеспечивает подходящий восходящий поток при одновременном обеспечении хороших результатов фильтрации.
[192] С другой стороны, как показано на фиг. 6 (b), когда текучую среду, состоящую из жидкого компонента (например, 90 % об. жидкости и 10 % об. газа), подают в масляный фильтр, работающий в режиме восходящего выходного потока, жидкий компонент, имеющий высокую плотность, остается в нижней части масляного фильтра, что, тем самым приводит к ухудшению потока текучей среды и результатов фильтрации.
[193] Соответственно, в конструкции, в которой второй масляный фильтр 420 установлен в положении B, как показано на фиг. 4, желательно, чтобы масляный фильтр, работающий в режиме нисходящего выходного потока, как показано на фиг. 5, использовали в качестве второго масляного фильтра 420, и когда второй масляный фильтр 420 установлен в положении C, как показано на фиг. 4, желательно, чтобы масляный фильтр, работающий в режиме восходящего выходного потока, как показано на фиг. 6, использовали в качестве второго масляного фильтра 420.
[194] В конструкции, в которой второй масляный фильтр 420 установлен в положении А, как показано на фиг. 4, текучая среда, давление которой было понижено с помощью редуктора 600 давления, представляет собой парожидкостную смесь (теоретически возможно 100% повторное сжижение), в которой объемное отношение газового компонента выше объемного отношения жидкого компонента. Таким образом, желательно, чтобы в качестве второго масляного фильтра 420 использовали масляный фильтр, работающий в режиме восходящего выходного потока, как показано на приведенных фигурах.
[195] Согласно вариантам реализации обходная линия BL ответвляется от первой линии L1 подачи перед теплообменником 100 для обхода теплообменника 100 и соединена со второй линии L2 подачи после теплообменника 100.
[196] Как правило, обходная линия, проходящая в обход теплообменника, расположена внутри теплообменника таким образом, чтобы быть интегрированной с теплообменником. В конструкции, в которой обходная линия расположена внутри теплообменника, текучая среда не может быть направлена в теплообменник и обходную линию, когда клапаны, расположенные до и/или после теплообменника, закрыты.
[197] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения обходная линия BL установлена снаружи теплообменника 100 таким образом, чтобы размещаться отдельно от теплообменника 100, и ответвляется от первой линии L1 подачи перед первым клапаном 510 и соединена со второй линии L2 подачи после второго клапана 520, так что BOG можно направить в обходную линию BL, даже когда первый клапан 510 перед теплообменником 100 и/или второй клапан 520 после теплообменника 100 закрыты.
[198] Перепускной клапан 590 устанавливают на обходной линии BL и открывают, когда необходимо использовать обходную линию BL.
[199] В принципе, когда теплообменник 100 нельзя использовать, например, когда теплообменник 100 выходит из строя или подвергается капитальному ремонту, можно использовать обходную линию BL. Например, при невозможности использования теплообменника 100, когда система повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации направляет часть или весь BOG, сжатый с помощью компрессора 200, в двигатель высокого давления, BOG, удаленный из резервуара T для хранения, направляют непосредственно в компрессор 200 по обходной линии BL в обход теплообменника 100 вместо повторного сжижения избыточного количества BOG, не используемого двигателем высокого давления, при этом сжатый с помощью компрессора 200 BOG подают в двигатель высокого давления при одновременном направлении избыточного количества BOG в GCU для сжигания избыточного количества BOG.
[200] При использовании обходной линии BL для капитального ремонта теплообменника 100, например, когда канал для текучей среды теплообменника 100 закупорен сконденсированным или застывшим смазочным маслом, сконденсированное или застывшее смазочное масло можно удалить через обходную линию BL.
[201] Кроме того, при отсутствии необходимости повторного сжижения BOG вследствие небольшого избытка BOG, как в балласте судна, весь BOG, удаленный из резервуара T для хранения, можно направить в обходную линию BL, что позволяет направлять весь BOG непосредственно в компрессор 200 в обход теплообменника 100. Сжатый с помощью компрессора 200 BOG используют в качестве топлива для двигателя высокого давления. Если установлено, что необходимость повторного сжижения BOG отсутствует вследствие небольшого избытка BOG, перепускной клапан 590 можно отрегулировать таким образом, чтобы он открывался автоматически.
[202] Авторы настоящего изобретения обнаружили, что, когда BOG подают в двигатель посредством теплообменника, имеющего узкий канал для текучей среды согласно вариантам реализации, BOG испытывает сильный перепад давления из-за теплообменника. Если необходимость повторного сжижения BOG отсутствует, топливо можно равномерно подавать в двигатель путем сжатия BOG в обход теплообменника, как описано выше.
[203] Кроме того, обходную линию BL также можно использовать для повторного сжижения BOG при увеличении количества BOG, не подвергнутого повторному сжижению.
[204] При наличии необходимости повторного сжижения BOG вследствие увеличения количества BOG (то есть при запуске или перезапуске повторного сжижения BOG), весь BOG, удаленный из резервуара T для хранения, можно направить в обходную линию BL, что позволяет направить весь BOG непосредственно в компрессор 200 в обход теплообменника 100, и сжатый с помощью компрессора 200 BOG можно направить в канал для горячей текучей среды теплообменника 100. Некоторое количество BOG, сжатого с помощью компрессора 200, можно подавать в двигатель высокого давления.
[205] При увеличении температуры канала для горячей текучей среды теплообменника 100 за счет упомянутого выше процесса при запуске или перезапуске повторного сжижения BOG имеется преимущество, состоящее в том, что повторное сжижение BOG можно начать после удаления любого сконденсированного или застывшего смазочного масла, других остатков или примесей, которые могут оставаться в теплообменнике 100, другом оборудовании, трубах и т.п. при предыдущем процессе повторного сжижения BOG.
[206] Остатки могут включать BOG, сжатый с помощью компрессора 200 и затем направленный в теплообменник при предыдущем сжижении BOG, и смазочное масло, смешанное с BOG, сжатым с помощью компрессора 200.
[207] Если при запуске или перезапуске повторного сжижения BOG холодный BOG, удаленный из резервуара T для хранения, подают через обходную линию BL непосредственно в теплообменник 100, не увеличивая температуру теплообменника 100, холодный BOG, удаленный из резервуара для хранения T, направляют в канал для холодной текучей среды теплообменника 100 в состоянии, когда горячий BOG не направляют в канал для горячей текучей среды теплообменника 100. В результате смазочное масло, оставшееся в теплообменнике 100 в несконденсированном или незастывшем состоянии, также может сконденсироваться или застыть при понижении температуры теплообменника 100.
[208] При использовании обходной линии BL для повышения температуры теплообменника 100 в течение определенного периода времени (если установлено, что сконденсированное или застывшее смазочное масло или другие примеси почти полностью удалены, специалистами в данной области техники может быть определен некоторый период времени, который может составлять от примерно 1 минуты до примерно 30 минут, предпочтительно от примерно 3 минут до примерно 10 минут и более предпочтительно от примерно 2 минут до примерно 5 минут) повторное сжижение BOG начинается путем медленного открытия первого клапана 510 и второго клапана 520 при одновременном медленном закрытии перепускного клапана 590. Далее по прошествии времени первый клапан 510 и второй клапан 520 полностью открывают, а перепускной клапан 590 полностью закрывают, что позволяет использовать весь BOG, удаленный из резервуара T для хранения, в качестве охлаждающего агента для повторного сжижения BOG в теплообменнике 100.
[209] Кроме того, обходную линию BL можно использовать для соблюдения режима давления на входе компрессора 200, когда внутреннее давление в резервуаре T для хранения является низким.
[210] Кроме того, при необходимости регулировать внутреннее давление в резервуаре T для хранения до обеспечения низкого давления, обходную линию BL можно использовать для соблюдения режима давления на входе компрессора 200, даже если внутреннее давление в резервуаре T для хранения уменьшается.
[211] В приведенном ниже описании основное внимание будет уделено случаю, когда обходную линию BL используют для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, и случаю, когда обходную линию BL используют для соблюдения режима давления на входе компрессора 200, когда внутреннее давление в резервуаре T для хранения является низким.
[212]
[213] 1. Случай, когда обходную линию BL используют для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла.
[214] Авторы настоящего изобретения обнаружили, что, поскольку определенное количество смазочного масла смешивается с BOG, прошедшим через цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, компрессора 200, и при этом смазочное масло, содержащееся в BOG, конденсируется или застывает перед BOG в теплообменнике 100 и скапливается в теплообменнике 100, вследствие увеличения количества сконденсированного или застывшего смазочного масла, накопленного в теплообменнике 100 со временем, существует необходимость удаления из теплообменника 100 сконденсированного или застывшего смазочного масла через предварительно заданный период времени.
[215] В частности, хотя желательно, чтобы теплообменник 100 согласно такому варианту реализации представлял собой пластинчатый теплообменник с вытравленными каналами (PCHE, также называемый DCHE (диффузионно-сварным компактным теплообменником)), с учетом давления и/или расхода BOG, подлежащего повторному сжижению, эффективности повторного сжижения и т. п. PCHE имеет узкий змеевидный канал для текучей среды (канал для текучей среды микроканального типа) и, таким образом, имеет проблему, такую как легко возникающее засорение канала для текучей среды сконденсированным или застывшим смазочным маслом, легко возникающее накопление сконденсированного или застывшего смазочного масла в змеевидной части канала для текучей среды и т.п. PCHE (DCHE) производится компанией Kobelko Co., Ltd., Alfalaval Co., LTd. и т.п.
[216] Сконденсированное или застывшее смазочное масло можно удалить с помощью стадий:
[217] 1) определения, настало ли время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла;
[218] 2) открытия перепускного клапана 590 при одновременном закрытии первого клапана 510 и второго клапана 520;
[219] 3) сжатия с помощью компрессора 200 BOG, удаленного из резервуара T для хранения и прошедшего через обходную линию BL;
[220] 4) направления части или всего горячего BOG, сжатого с помощью компрессора 200, в теплообменник 100;
[221] 5) направления BOG, прошедшего через теплообменник 100, в газожидкостной сепаратор 700;
[222] 6) удаления смазочного масла из газожидкостного сепаратора 700; и
[223] 7) определения, нормализован ли теплообменник 100.
[224]
[225] 1) Стадия определения, настало ли время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла
[226] При закупорке канала для текучей среды теплообменника 100 сконденсированным или застывшим смазочным маслом эффективность охлаждения теплообменника 100 может уменьшаться. Поэтому при падении производительности теплообменника 100 ниже предварительно установленного значения нормальной производительности можно предположить, что сконденсированное или застывшее смазочное масло скапливается в теплообменнике 100 в определенном количестве или более. Например, можно определить, что настало время для удаления из теплообменника 100 сконденсированного или застывшего смазочного масла, если производительность теплообменника 100 падает на от примерно 50% до примерно 90% относительно нормальной производительности, предпочтительно от примерно 60% до примерно 80%, более предпочтительно примерно 70% или менее.
[227] В настоящем документе диапазон «от примерно 50% до примерно 90%» относительно нормальной производительности включает все значения, составляющие примерно 50% или менее, примерно 60% или менее, примерно 70% или менее, примерно 80% или менее и примерно 90 % или менее, и диапазон «от примерно 60% до примерно 80%» относительно нормальной производительности включает все значения, составляющие примерно 60% или менее, примерно 70% или менее и примерно 80% или менее.
[228] При ухудшении производительности теплообменника 100 разность температур между холодным BOG (L1), подаваемым в теплообменник 100, и холодным BOG (L4), удаленным из теплообменника 100, увеличивается, и разность температур между горячим BOG (L2), удаленным из теплообменника 100, и горячим BOG (L3), подаваемым в теплообменник 100, также увеличивается. Кроме того, при закупорке канала для текучей среды теплообменника 100 сконденсированным или застывшим смазочным маслом указанный канал для текучей среды теплообменника 100 становится узким, что, тем самым, увеличивает разность давлений между передним концом (L3) и задним концом (L4) теплообменника 100.
[229] Соответственно, на основе разности 810, 840 температур холодной текучей среды, подаваемой в теплообменник 100 или удаленной из теплообменника 100, разности 820, 830 температур горячей текучей среды, подаваемой в теплообменник 100 или удаленной из теплообменника 100, и разности 910, 920 давлений в канале для горячей текучей среды теплообменника 100 можно определить, настало ли время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла.
[230] В частности, если разность температур (имеется в виду абсолютное значение, далее называемое «разностью температур холодного потока») между температурой BOG, удаленного из резервуара T для хранения и подаваемого в теплообменник 100, измеренной первым температурным датчиком 810, и температурой BOG, сжатого с помощью компрессора 200 и охлажденного в теплообменнике 100, измеренной четвертым температурным датчиком 840, выше нормальной разности температур и сохраняется в течение определенного периода времени или более, можно определить, что теплообмен в теплообменнике 100 осуществляется неправильно.
[231] Например, когда состояние, при котором разность температур холодного потока составляет от 20 до 50°С или выше, предпочтительно от 30 до 40°С или выше, более предпочтительно примерно 35°С или выше, сохраняется в течение 1 часа или более, можно определить, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла.
[232] При работе теплообменника 100 в нормальном режиме температура BOG, сжатого с помощью компрессора 200 до примерно 300 бар, составляет от примерно 40°С до примерно 45°С, и BOG, удаленный из резервуара T для хранения и имеющий температуру от примерно -160°С до примерно -140°С, подают в теплообменник 100. В настоящем изобретении температура BOG, удаленного из резервуара T для хранения, увеличивается во время доставки в теплообменник 100 до от примерно -150°С до примерно -110°С, предпочтительно примерно -120°С.
[233] В системе повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации, содержащей газожидкостной сепаратор 700, когда газообразный BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, объединяют с BOG, удаленным из резервуара T для хранения, и затем подают в теплообменник 100, температура BOG, направленного, в конечном счете, в теплообменник 100, ниже температуры BOG, проходящего из резервуара T для хранения в теплообменник 100, при этом температура BOG, подаваемого в теплообменник 100, может дополнительно снижаться с увеличением количества газообразного BOG, отделенного с помощью газожидкостного сепаратора 700.
[234] BOG, подаваемый в теплообменник 100 по третьей линии L3 подачи и имеющий температуру от примерно 40°С до 45°С, охлаждают до температуры от примерно 130°С до примерно -110°C с помощью теплообменника 100, при этом разность температур холодного потока в нормальном состоянии предпочтительно составляет от примерно 2°С до примерно 3°С.
[235] Кроме того, если разность температур (имеется в виду абсолютное значение, далее называемое «разностью температур горячего потока») между температурой BOG, удаленного из резервуара T для хранения и применяемого в качестве охлаждающего агента в теплообменнике 100, измеренной вторым температурным датчиком 820, и температурой BOG, сжатого с помощью компрессора 200 и подаваемого в теплообменник 100, измеренной третьим температурным датчиком 830, выше нормальной разности температур и сохраняется в течение определенного периода времени или более, можно определить, что теплообмен в теплообменнике 100 осуществляется неправильно.
[236] Когда состояние, при котором разность температур горячего потока составляет от 20°С до 50°С или выше, предпочтительно от 30°С до 40°С или выше, более предпочтительно примерно 35°С или выше, сохраняется в течение 1 часа или более, можно определить, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла.
[237] При работе теплообменника 100 в нормальном режиме BOG, удаленный из резервуара T для хранения и имеющий слегка повышенную температуру от примерно -150°С до примерно -110°С (предпочтительно примерно -120°C) во время доставки в теплообменник 100, может иметь температуру от примерно -80°С до 40°С в зависимости от скорости судна после его применения в теплообменнике 100 в качестве охлаждающего агента, при этом BOG, применяемый в качестве охлаждающего агента в теплообменнике 100 и имеющий температуру от примерно -80°С до 40°С, сжимают с помощью компрессора 200 таким образом, что его температура составляет от примерно 40°С до примерно 45°С.
[238] Кроме того, если разность давлений (далее называемая «разностью давлений в канале для горячей текучей среды») между давлением BOG, сжатого с помощью компрессора 200 и подаваемого в теплообменник 100, измеренным первым датчиком 910 давления, и давлением BOG, охлажденного с помощью теплообменника 100, измеренным вторым датчиком 920 давления, выше нормальной разности давлений и сохраняется в течение определенного периода времени или более, можно определить, что теплообменник 100 неправильно работает.
[239] Поскольку BOG, удаленный из резервуара T для хранения, не смешивается с маслом или содержит следовое количество масла, и момент времени, в который смазочное масло смешивается с BOG, представляет собой время, когда BOG сжимают с помощью компрессора 200, сконденсированное или застывшее смазочное масло по существу не скапливается в канале холодной текучей среды теплообменника 100, в котором в качестве охлаждающего агента используют BOG, удаленный из резервуара T для хранения, и из которого затем BOG подают в компрессор 200, а скапливается в канале для горячей текучей среды теплообменника 100, в котором BOG, сжатый с помощью компрессора 200, охлаждают и подают в редуктор 600 давления.
[240] Соответственно, поскольку в канале для горячей текучей среды разность давлений между передним концом и задним концом теплообменника 100 из-за блокировки канала для текучей среды сконденсированным или застывшим смазочным маслом быстро увеличивается, определяют, настало ли время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла путем измерения давления в канале для горячей текучей среды теплообменника 100.
[241] Учитывая, что PCHE, имеющий узкий и змеевидный канал для текучей среды, можно использовать в качестве теплообменника согласно такому варианту реализации, определение, настало ли время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла на основе разности давлений между передним концом и задним концом теплообменника 100, может быть успешно использовано.
[242] Например, когда разность давлений в канале для горячей текучей среды в два или более раз больше его нормальной разности давлений и сохраняется в течение 1 часа или более, можно определить, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла.
[243] При работе теплообменника 100 в нормальном режиме BOG, сжатый с помощью компрессора 200, подвергается перепаду давления, составляющему от примерно 0,5 бар до примерно 2,5 бар, предпочтительно от примерно 0,7 бар до примерно 1,5 бар, более предпочтительно примерно 1 бар, не испытывая значительный перепад давления даже при охлаждении BOG при прохождении через теплообменник 100. Когда состояние, при котором разность давлений в канале для горячей текучей среды составляет по меньшей мере предварительно заданное давление или более, например, от 1 бар до 5 бар или более, предпочтительно от 1,5 до 3 бар или более, более предпочтительно примерно 2 бар (200 кПа) или более, можно определить, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла.
[244] Хотя момент времени для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла может быть определен на основе любого параметра, выбранного из разности температур холодного потока, разности температур горячего потока и разности давлений в канале для горячей текучей среды, как описано выше, для повышения надежности момент времени для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла можно определить на основе по меньшей мере двух параметров, выбранных из разности температур холодного потока, разности температур горячего потока и разности давлений в канале для горячей текучей среды.
[245] В качестве примера, когда нижнее значение между разностью температур холодного потока и разностью температур горячего потока поддерживают на уровне 35°С или более в течение 1 часа или более или когда разность давлений в канале для горячей текучей среды в два или более раз выше его нормальной разности давлений или составляет 200 кПа или более и сохраняется в течение 1 часа или более, можно определить, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла.
[246] Первый температурный датчик 810, второй температурный датчик 820, третий температурный датчик 830, четвертый температурный датчик 840, первый датчик 910 давления и второй датчик 920 давления можно рассматривать как средство обнаружения для определения, не закупорен ли теплообменник 100 смазочным маслом.
[247] Кроме того, система повторного сжижения BOG согласно вариантам реализации настоящего изобретения может дополнительно содержать контроллер (не показан) для определения, не закупорен ли теплообменник смазочным маслом, на основании результата обнаружения, полученного с помощью по меньшей мере одного датчика, выбранного из первого температурного датчика 810, второго температурного датчика 820, третьего температурного датчика 830, четвертого температурного датчика 840, первого датчика 910 давления и второго датчика 920 давления. Контроллер может рассматриваться как средство определения для установления, не закупорен ли теплообменник 100 смазочным маслом.
[248] 2) Стадия открытия перепускного клапана 590 при одновременном закрытии первого клапана 510 и второго клапана 520
[249] Если на стадии 1 установлено, что настало время для удаления из теплообменника 100 сконденсированного или застывшего смазочного масла, перепускной клапан 590, расположенный на обходной линии BL, открывают, и первый клапан 510, расположенный на первой линии L1 подачи, и второй клапан 520, расположенный на второй линии L2 подачи, закрывают.
[250] При открытии перепускного клапана 590 и одновременном закрытии первого клапана 510 и второго клапана 520 BOG, удаленный из резервуара T для хранения, направляют в компрессор 200 через обходную линию BL и предотвращают его подачу в теплообменник 100. Таким образом, охлаждающий агент не поступает в теплообменник 100.
[251] 3) Стадия сжатия с помощью компрессора 200 BOG, удаленного из резервуара T для хранения и прошедшего через обходную линию BL
[254] BOG, удаленный из резервуара T для хранения, обходит теплообменник 100 через обходную линию BL и затем направляется в компрессор 200. При сжатии в компрессоре 200 BOG, направленный в компрессор 200, подвергается увеличению температуры и давления. Температура BOG, сжатого компрессором 200 до примерно 300 бар, составляет от примерно 40°С до примерно 45°С.
[253] 4) Стадия направления части или всего горячего BOG, сжатого с помощью компрессора 200, в теплообменник 100
[254] Когда сжатый с помощью компрессора 200 BOG непрерывно подают в теплообменник 100, холодный BOG, применяемый в теплообменнике 100 в качестве охлаждающего агента и удаленный из резервуара T для хранения, не подают в теплообменник 100, при этом горячий BOG непрерывно подают в теплообменник 100, что, тем самым, приводит к постепенному увеличению температуры канала для горячей текучей среды теплообменника 100, через который проходит BOG, сжатый с помощью компрессора 200.
[255] Когда температура канала для горячей текучей среды теплообменника 100 превышает точку конденсации или застывания смазочного масла, сконденсированное или застывшее смазочное масло, накопленное в теплообменнике 100, постепенно расплавляется или претерпевает уменьшение вязкости, и затем расплавленное или имеющее низкую вязкость смазочное масло смешивается с BOG и выходит из теплообменника 100.
[256] При удалении сконденсированного или застывшего смазочного масла с применением обходной линии BL BOG циркулирует через обходную линию BL, компрессор 200, канал для горячей текучей среды теплообменника 100, редуктор 600 давления и газожидкостной сепаратор 700 до тех пор, пока теплообменник 100 не будет нормализован.
[257] Кроме того, при удалении сконденсированного или застывшего смазочного масла с применением обходной линии BL BOG, удаленный из резервуара T для хранения и прошедший через обходную линию BL, компрессор 200, канал для горячей текучей среды теплообменника 100 и редуктор 600 давления, можно направить в отдельный резервуар или другое устройство для сбора, отделенное от резервуара T для хранения, содержащее BOG, смешанный с расплавленным смазочным маслом или смазочным маслом с пониженной вязкостью. BOG, хранящийся в отдельном резервуаре или другом устройстве для сбора, направляют в обходную линию BL для продолжения процесса удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла.
[258] Даже в конструкции, в которой газожидкостной сепаратор 700 расположен после редуктора 600 давления, когда текучую среду, состоящую из BOG, смешанного с расплавленным смазочным маслом или смазочным маслом с пониженной вязкостью, направляют в отдельный резервуар или другое устройство для сбора, газожидкостной сепаратор 700 выполняет ту же функцию, что и типичная система повторного сжижения BOG, и расплавленное смазочное масло или смазочное масло с пониженной вязкостью не скапливается в газожидкостном сепараторе 700 (расплавленное смазочное масло или смазочное масло с пониженной вязкостью собирают с помощью отдельного резервуара или другого устройства для сбора, отделенного от резервуара T для хранения). Таким образом, в системе повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации можно не использовать газожидкостной сепаратор, выполненный с возможностью удаления смазочного масла, что, тем самым, позволяет снизить затраты.
[259] 5) Стадия направления BOG, прошедшего через теплообменник 100, в газожидкостной сепаратор 700.
[260] По мере увеличения температуры канала для горячей жидкости теплообменника 100 сконденсированное или застывшее смазочное масло, накопленное в теплообменнике 100, постепенно расплавляется или претерпевает уменьшение вязкости и затем после смешивания с BOG направляется в газожидкостной сепаратор 700. В процессе удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла в теплообменнике 100 через обходную линию BL, поскольку BOG не подвергается повторному сжижению, повторно сжиженный газ не скапливается в газожидкостном сепараторе, при этом BOG и расплавленное смазочное масло или смазочное масло с низкой вязкостью скапливаются.
[261] Газообразный BOG, собранный в газожидкостном сепараторе 700, удаляют из газожидкостного сепаратора 700 по шестой линии L6 подачи и направляют в компрессор 200 по обходной линии BL. Поскольку первый клапан 510 закрывают на стадии 2, газообразный BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, объединяют с BOG, удаленным из резервуара T для хранения, и направляют в компрессор 200 по обходной линии BL, без направления в канал для холодной текучей среды теплообменника 100.
[262] Подача газообразного BOG, отделенного с помощью газожидкостного сепаратора 700, в обходную линию BL с первым клапаном 510 в закрытом состоянии может препятствовать подаче смазочного масла, содержащегося в BOG, в теплообменник 100, что, тем самым, позволяет предотвратить закупоривание канала для холодной текучей среды теплообменника 100.
[263] Процесс циркуляции, при котором газообразный BOG, собранный в газожидкостном сепараторе 700, удаляют из газожидкостного сепаратора 700 по шестой линии L6 подачи и затем направляют обратно в компрессор 200 по обходной линии BL, продолжается до тех пор, пока не будет установлено, что температура канала для горячей текучей среды теплообменника 100 повысилась до температуры BOG, сжатого с помощью компрессора 200 и направленного в канал для горячей текучей среды теплообменника 100. Однако процесс циркуляции может продолжаться до тех пор, пока эмпирически не будет установлено, что прошло достаточное количество времени.
[264] Во время удаления из теплообменника 100 сконденсированного или застывшего смазочного масла с использованием обходной линии BL восьмой клапан 581 закрывают для предотвращения прохождение смазочного масла, собранного в газожидкостном сепараторе 700, в резервуар T для хранения по пятой линии L5 подачи. При попадании смазочного масла в резервуар T для хранения чистота сжиженного газа, хранящегося в резервуаре T для хранения, может быть ухудшена, что, тем самым, уменьшает ценность сжиженного газа.
[265] 6) Стадия удаления смазочного масла из газожидкостного сепаратора 700
[266] Расплавленное смазочное масло или смазочное масло с уменьшенной вязкостью, удаленное из теплообменника 100, скапливается в газожидкостном сепараторе 700. Для обработки смазочного масла, собранного в газожидкостном сепараторе 700, в системе повторного сжижения BOG согласно такому варианту реализации можно использовать газожидкостной сепаратор 700, полученный путем улучшения обычного газожидкостного сепаратора.
[267] Фиг. 10 представляет собой увеличенное изображение теплообменника и газожидкостного сепаратора согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения. На фиг. 10 некоторые компоненты опущены для удобства описания.
[268] Как показано на фиг. 10, газожидкостной сепаратор 700 оборудован линией OL слива смазочного масла, по которой удаляют смазочное масло, собранное в газожидкостном сепараторе 700, а также пятой линией L5 подачи, по которой сжиженный газ, отделенный в газожидкостном сепараторе 700, направляют в резервуар T для хранения. Для обеспечения эффективного удаления смазочного масла, собранного в нижней части газожидкостного сепаратора 700, линию OL слива смазочного масла соединяют с нижним концом газожидкостного сепаратора 700, при этом один из концов пятой линии L5 подачи расположен над нижним концом газожидкостного сепаратора 700 в газожидкостном сепараторе 700, соединенном с линией OL слива смазочного масла. Для предотвращения закупоривания пятой линии L5 подачи смазочным маслом желательно, чтобы конец пятой линии L5 подачи был расположен выше уровня смазочного масла, когда количество смазочного масла, собранного в газожидкостном сепараторе 700, достигает максимального значения.
[269] Третий клапан 530 для регулирования расхода текучей среды и открытия/закрытия соответствующей линии может быть расположен на линии OL слива смазочного масла и может быть установлен во множественном числе.
[270] Поскольку смазочное масло, собранное в газожидкостном сепараторе 700, может быть удалено естественным путем или может потребоваться длительное время для удаления, смазочное масло в газожидкостном сепараторе 700 можно удалить путем продувки азотом. При подаче азота в газожидкостной сепаратор 700 под давлением от 5 до 7 бар внутреннее давление газожидкостного сепаратора 700 увеличивается и обеспечивает быстрое удаление смазочного масла.
[271] Для удаления смазочного масла из газожидкостного сепаратора 700 путем продувки азотом линия NL подачи азота может быть расположена таким образом, чтобы она была соединена с третьей линией L3 подачи перед теплообменником 100. При необходимости, в разных местах могут быть расположены несколько линий подачи азота.
[272] Азотный клапан 583 для регулирования расхода текучей среды и открытия/закрытия соответствующей линии может быть расположен на линии NL подачи азота, при этом указанный клапан 583 обычно держат в закрытом состоянии, когда линию NL подачи азота не используют. Затем при необходимости применения линии NL подачи азота для подачи азота в газожидкостной сепаратор 700 для продувки азотом азотный клапан 583 открывают. Азотный клапан 583 может быть установлен во множественном числе.
[273] Хотя удаление смазочного масла можно осуществить с помощью продувки азотом путем непосредственного нагнетания азота в газожидкостной сепаратор 700, если линия подачи азота уже установлена для других целей, желательно, чтобы смазочное масло было удалено из газожидкостного сепаратора 700 с применением другой установленной линии подачи азота, которая может быть предварительно размещена для других целей.
[274] После процессов направления всего BOG, удаленного из резервуара T для хранения, в обходную линию BL для сжатия с помощью компрессора 200, направления сжатого с помощью компрессора 200 BOG в канал для горячей текучей среды теплообменника 100, направления BOG, прошедшего через теплообменник 100 и подвергнутого понижению давления в редукторе 600 давления, в газожидкостной сепаратор 700 и направления BOG, удаленного из газожидкостного сепаратора 700, в обходную линию BL, если установлено, что большая часть сконденсированного или застывшего смазочного масла в теплообменнике 100 скапливается в газо-жидкостном сепараторе 700 (то есть, если установлено, что теплообменник 100 нормализован), продувку азотом выполняют путем блокировки поступления BOG, сжатого в компрессоре 200, в теплообменник 100 и открытия азотного клапана 583.
[275] 7) Стадия определения, нормализован ли теплообменник 100
[276] Если установлено, что теплообменник 100 снова нормализован за счет удаления из теплообменника 100 сконденсированного или застывшего смазочного масла и при завершении процесса удаления смазочного масла из газожидкостного сепаратора 700, система повторного сжижения BOG снова работает в нормальном режиме путем открытия первого клапана 510 и второго клапана 520 при одновременном закрытии перепускного клапана 590. При работе системы повторного сжижения BOG в нормальном режиме BOG, удаленный из резервуара T для хранения, используют в качестве охлаждающего агента в теплообменнике 100, при этом часть или весь BOG, применяемый в качестве охлаждающего агента в теплообменнике 100, подвергают повторному сжижению путем сжатия с помощью компрессора 200, охлаждения с помощью теплообменника 100 и снижения давления с помощью редуктора 600 давления.
[277] Как и при определении, настало ли время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, определение того, нормализован ли теплообменник 100 снова, основано по меньшей мере на одном параметре, выбранном из разности температур холодного потока, разности температур горячего потока и разности давлений в канале для горячей текучей среды.
[278] Наряду со сконденсированным или застывшим смазочным маслом внутри теплообменника 100 сконденсированные или застывшие смазочные масла, накопленные в трубах, клапанах, инструментах и другом оборудовании, также могут быть удалены посредством описанных выше способов.
[279] Традиционно, во время стадии удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, скопившегося внутри теплообменника 100, с применением обходной линии BL двигатель высокого давления и/или двигатель низкого давления (далее называемый «двигателем») может быть приведен в действие. При капитальном ремонте части оборудования, включенного в систему подачи топлива или систему повторного сжижения, поскольку топливо не может быть подано в двигатель или избыточное количество BOG не может быть подвергнуто повторному сжижению, двигатель обычно находится в нерабочем состоянии.
[280] Напротив, если двигатель может быть приведен в действие во время удаления из теплообменника 100 сконденсированного или застывшего смазочного масла, как в настоящем изобретении, поскольку возможен капитальный ремонт теплообменника 100 во время работы двигателя, имеются преимущества, состоящие в возможности передвижения судна и выработки электроэнергии, а также удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла при применении избыточного BOG во время капитального ремонта теплообменника 100.
[281] Кроме того, при приведении двигателя в действие во время удаления из теплообменника 100 сконденсированного или застывшего смазочного масла имеется преимущество, состоящее в том, что во время сжатия с помощью компрессора 200 можно сжигать смазочное масло, смешанное с BOG. То есть двигатель используют не только с целью продвижения судна или выработки электроэнергии, но также для удаления масла, смешанного с BOG.
[282] С другой стороны, способ определения на основе предупредительного сигнала, настало ли время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, может включать 
«активацию предупредительного сигнала» и/или 
«генерацию предупредительного сигнала».
[283] Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение системы повторного сжижения BOG согласно четвертому варианту реализации настоящего изобретения, фиг. 8 представляет собой увеличенное изображение редуктора давления согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения, и фиг. 9 представляет собой увеличенное изображение редуктора давления согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.
[284] Как показано на фиг. 7, согласно настоящему изобретению два компрессора 200, 210 могут быть установлены параллельно. Два компрессора 200, 210 могут иметь одинаковые технические характеристики и могут действовать в качестве резервного оборудования для подготовки к неисправности любого из компрессоров. Изображение других устройств опущено для удобства описания.
[285] Как показано на фиг. 7, в конструкции, в которой компрессоры 200, 210 установлены параллельно, BOG, удаленный из резервуара T для хранения, направляют во второй компрессор 210 по седьмой линии L22 подачи, и BOG, сжатый с помощью второго компрессора 210, частично направляют в двигатель высокого давления по линии SL подачи топлива, при этом избыточное количество BOG направляют в теплообменник 100 по восьмой линии L33 подачи для прохождения процесса повторного сжижения. Десятый клапан 571 для регулирования расхода и открытия/закрытия соответствующей линии может быть расположен на восьмой линии L33 подачи.
[286] Согласно другим вариантам реализации два редуктора 600, 610 давления могут быть установлены параллельно, как показано на фиг. 8, и две пары редукторов 600, 610 давления, установленных последовательно, могут быть расположены параллельно, как показано на фиг. 9.
[287] Как показано на фиг. 8, оба редуктора 600, 610 давления, установленные параллельно, могут действовать в качестве резервного оборудования для подготовки к неисправности любого из компрессоров, при этом каждый из редукторов 600, 610 давления может быть оборудован на своих передних и задних торцах запорными клапанами 620.
[288] Как показано на фиг. 9, две пары редукторов 600, 610 давления, соединенные последовательно, установлены параллельно. В зависимости от производителя два редуктора 600 давления соединены последовательно для обеспечения стабильности снижения давления. Две пары редукторов 600, 610 давления, соединенных параллельно, могут действовать в качестве резервного оборудования для подготовки к неисправности любой пары редукторов давления.
[289] Каждый из редукторов 600, 610 давления, соединенных параллельно, может быть оборудован на своих передних и задних торцах запорными клапанами 620. Запорные клапаны 620, показанные на фиг. 8 и фиг. 9, позволяют изолировать редукторы 600 давления при техническом обслуживании или капитальном ремонте редукторов 600 давления вследствие неисправности редукторов 600, 610 давления и т. п.
[290] Активация предупредительного сигнала
[291] В конструкции, в которой система повторного сжижения BOG содержит один компрессор 200 и один редуктор 600 давления, как показано на фиг. 2, предупредительный сигнал активируют при условиях, когда степень открытия редуктора 600 давления составляет предварительно установленное значение или более, седьмой клапан 570 и второй клапан 520 открыты, и уровень сжиженного газа в газожидкостном сепараторе 700 соответствует нормальному уровню.
[292] В конструкции, в которой система повторного сжижения BOG содержит один компрессор 200, как показано на фиг. 2, и два редуктора 600, 610 давления, соединенных параллельно, как показано на фиг. 8, предупредительный сигнал активируют при условиях (далее называемых «первым условием активации предупредительного сигнала»), когда степень открытия первого редуктора 600 давления или второго редуктора 610 давления составляет предварительно установленное значение или более, седьмой клапан 570 и второй клапан 520 открыты, и уровень сжиженного газа в газожидкостном сепараторе 700 соответствует нормальному уровню.
[293] В конструкции, в которой система повторного сжижения BOG содержит один компрессор 200, как показано на фиг. 2, и две пары редукторов 600, 610 давления, соединенных параллельно, как показано на фиг. 9, предупредительный сигнал активируют при условиях (далее называемых «вторым условием активации предупредительного сигнала»), когда степень открытия одного из двух первых редукторов 600 давления, установленных последовательно, или одного из двух вторых редукторов 610 давления, соединенных последовательно, составляет предварительно установленное значение или более, седьмой клапан 570 и второй клапан 520 открыты, и уровень сжиженного газа в газожидкостном сепараторе 700 соответствует нормальному уровню.
[294] В конструкции, в которой система повторного сжижения BOG содержит два компрессора 200, 210, соединенных параллельно, как показано на фиг. 7, и один редуктор 600 давления, как показано на фиг. 2, предупредительный сигнал активируют в условиях (далее называемых «третьим условием активации предупредительного сигнала»), когда степень открытия редуктора 600 давления составляет предварительно установленное значение или более, седьмой клапан 570 или десятый клапан 571 открыты, второй клапан 520 открыт, и уровень сжиженного газа в газожидкостном сепараторе 700 соответствует нормальному уровню.
[295] В конструкции, в которой система повторного сжижения BOG содержит два компрессора 200, 210, соединенных параллельно, как показано на фиг. 7, и два редуктора 600, 610 давления, соединенных параллельно, как показано на фиг. 8, предупредительный сигнал активируют при условиях (далее называемых «четвертым условием активации предупредительного сигнала»), когда степень открытия первого редуктора 600 давления или второго редуктора 610 давления составляет предварительно установленное значение или более, седьмой клапан 570 или десятый клапан 571 открыты, второй клапан 520 открыт, и уровень сжиженного газа в газожидкостном сепараторе 700 соответствует нормальному уровню.
[296] В конструкции, в которой система повторного сжижения BOG содержит два компрессора 200, 210, соединенных параллельно, как показано на фиг. 7, и две пары редукторов 600, 610 давления, соединенных параллельно, как показано на фиг. 9, предупредительный сигнал активируют при условиях (далее называемых «пятым условием активации предупредительного сигнала»), когда степень открытия одного из двух первых редукторов 600 давления, установленных последовательно, или одного из двух вторых редукторов 600 давления, соединенных последовательно, составляет предварительно установленное значение или более, седьмой клапан 570 или десятый клапан 571 открыт, второй клапан 520 открыт, и уровень сжиженного газа в газожидкостном сепараторе 700 соответствует нормальному уровню.
[297] В описанных выше с первого по пятый условиях активации предупредительного сигнала предварительно определенная степень открытия первого редуктора 600 давления или второго редуктора 610 давления может составлять 2%, и нормальный уровень сжиженного газа в газожидкостном сепараторе 700 означает случай, когда можно установить, что процесс повторного сжижения выполняют в нормальном режиме при подтверждении повторного сжиженного газа в газожидкостном сепараторе 700.
[298] Генерация предупредительного сигнала
[299] Может быть сгенерирован предупредительный сигнал для указания на момент времени для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, если соблюдается любое из следующих условий: условие, что разность температур холодного потока составляет предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени, условие, что разность температур горячего потока составляет предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени, и условие, что разность давлений в канале для горячей текучей среды составляет предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени.
[300] Для повышения надежности может быть сгенерирован предупредительный сигнал для указания на момент времени для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, если соблюдаются по меньшей мере два из следующих условий: условие, что разность температур холодного потока составляет предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени, условие, что разность температур горячего потока составляет предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени, и условие, что разность давлений в канале для горячей текучей среды составляет предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени.
[301] Кроме того, может быть сгенерирован предупредительный сигнал для указания на момент времени для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, если нижнее значение разности температур холодного потока и разности температур горячего потока составляет предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени (или состояния), или если разность давлений в канале для горячей текучей среды составляет предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени.
[302]
[303] Согласно настоящему изобретению неисправность теплообменника, генерацию предупредительного сигнала и т.п. можно определить с помощью подходящего контроллера. В качестве контроллера для определения неисправности теплообменника, генерации предупредительного сигнала и т.п. можно использовать контроллер, применяемый в системе повторного сжижения BOG согласно настоящему изобретению, предпочтительно контроллер, применяемый на судне или морском сооружении, в котором используют систему повторного сжижения BOG согласно к настоящему изобретению, при этом для определения неисправности теплообменника, появления предупредительного сигнала и т.п. также можно использовать отдельный контроллер.
[304] Кроме того, с помощью контроллера можно автоматически или вручную регулировать использование обходной линии, удаление смазочного масла, подачу топлива в двигатель, запуск или перезапуск системы повторного сжижения BOG и открытие или закрытие различных клапанов для перечисленных компонентов.
[305]
[306] 2. Случай, когда обходную линию BL используют для соблюдения режима давления на входе компрессора 200, когда внутреннее давление в резервуаре T для хранения является низким
[307] В компрессоре 200 часто не соблюдается режим давления на входе перед компрессором 200 в случае, когда резервуар T для хранения имеет низкое внутреннее давление, например, когда количество полученного BOG мало вследствие небольшого количества сжиженного газа газ в резервуаре T для хранения или если количество BOG, подаваемого в двигатель для продвижения судна, велико вследствие высокой скорости судна.
[308] В частности, в PCHE (DCHE), используемом в качестве теплообменника 100, при прохождении BOG, удаленного из резервуара T для хранения, через PCHE перепад давления оказывается большим из-за его узкого канала для текучей среды.
[309] Обычно, когда компрессор 200 не в состоянии соблюдать режим давления на входе, открывают клапаны 541, 542, 543, 544 рециркуляции для защиты компрессора 200 путем рециркуляции части или всего BOG через линии RC1, RC2, RC3, RC4 рециркуляции.
[310] Однако при соблюдении режима давления на входе компрессора 200 за счет рециркуляции BOG количество BOG, сжатого с помощью компрессора 200, уменьшается, что, тем самым, приводит к ухудшению характеристик повторного сжижения и неспособности соблюдать требование к расходу топлива для двигателя. В частности, если двигатель не соответствует требованиям к расходу топлива, эксплуатация судна может быть значительно нарушена. Следовательно, существует потребность в способе повторного сжижения BOG, способном соблюдать режим давления на входе для указанного компрессора и требование к расходу топлива для двигателя, даже когда внутреннее давление в резервуаре T для хранения является низким.
[311] Согласно настоящему изобретению вместо применения дополнительного оборудования можно использовать обходную линию BL, установленную для технического обслуживания и капитального ремонта теплообменника 100, для соблюдения режима давления на входе для указанного компрессора 200 без уменьшения количества BOG, сжатого с помощью компрессора 100, даже когда внутреннее давление в резервуаре T для хранения является низким. Возможно соблюдение режима давления всасывания, требуемого компрессором 200, без уменьшения количества BOG.
[312] Согласно настоящему изобретению, когда внутреннее давление в резервуаре T для хранения уменьшается до предварительно установленного значения или меньше, открывают перепускной клапан 590, что позволяет части или всему BOG, удаленному из резервуара T для хранения, поступать непосредственно в компрессор 200 через обходную линию BL в обход теплообменника 100.
[313] Количество BOG, направленного в обходную линию BL, можно регулировать в зависимости от давления в резервуаре T для хранения по сравнению с режимом давления на входе, требуемым компрессором 200. То есть весь BOG, удаленный из резервуара T для хранения, можно направить в обходную линию BL путем открытия перепускного клапана 590 при одновременном закрытии первого клапана 510 и второго клапана 520, или только часть BOG, удаленного из резервуара T для хранения, можно направить в обходную линию BL, при этом оставшуюся часть BOG можно направить в теплообменник 100 путем частичного открытия перепускного клапана 590, первого клапана 510 и второго клапана 520. То есть весь BOG, удаленный из резервуара T для хранения, можно направить в обходную линию BL путем открытия перепускного клапана 590 при одновременном закрытии первого клапана 510 и второго клапана 520, или только некоторую часть BOG, удаленного из резервуара T для хранения, можно направить в обходную линию BL, при этом оставшуюся часть BOG можно направить в теплообменник 100 путем частичного открытия перепускного клапана 590, первого клапана 510 и второго клапана 520. Перепад давления BOG уменьшается с увеличением количества BOG, обходящего теплообменник 100 через обходную линию BL.
[314] Хотя имеется преимущество, состоящее в минимизации перепада давления, когда BOG, удаленный из резервуара T для хранения, обходит теплообменник 100 и напрямую поступает в компрессор 200, холодное тепло BOG не может быть использовано для повторного сжижения BOG. Таким образом, применение обходной линии BL для уменьшения перепада давления и количество BOG, подлежащего направлению в обходную линию BL из всего количества BOG, удаленного из резервуара T для хранения, определяют на основе внутреннего давления резервуара T для хранения, требования к расходу топлива для двигателя, количества BOG, подлежащего повторному сжижению, и т.п.
[315] В качестве примера, можно определить, что выгодным является уменьшение перепада давления при применении обходной линии BL, когда внутреннее давление резервуара T для хранения составляет предварительно установленное значение или менее, и судно работает с предварительно заданной скоростью или более. В частности, можно определить, что выгодным является уменьшение перепада давления при применении обходной линии BL, когда внутреннее давление в резервуаре T для хранения составляет 1,09 бар или менее, а скорость судна составляет 17 узлов (примерно 32 км/ч) или более.
[316] Кроме того, режим давления на входе компрессора 200 часто не соблюдается, даже когда весь BOG, удаленный из резервуара T для хранения, направляют в компрессор 200 через обходную линию BL. В этом случае режим давления на входе соблюдается при применении линий RC1, RC2, RC3, RC4 рециркуляции.
[317] То есть, при невозможности соблюдения режима давления на входе компрессора 200 вследствие снижения давления в резервуаре T для хранения компрессор 200 защищают путем применения линий RC1, RC2, RC3, RC4 рециркуляции согласно предшествующему уровню техники, тогда как согласно настоящему изобретению для соблюдения режима давления на входе компрессора 200 используют в первую очередь обходную линию BL, при этом линии RC1, RC2, RC3, RC4 рециркуляции используют во вторую очередь, при невозможности соблюдения режима давления на входе компрессора 200 даже путем направления всего BOG, удаленного из резервуара T для хранения, в компрессор через обходную линию BL.
[318] Для соблюдения режима давления на входе компрессора 200 посредством первоначального использования обходной линии BL и вторичного использования линий RC1, RC2, RC3, RC4 рециркуляции режим давления, при котором открыт перепускной клапан 590, устанавливают при более высоком значении, чем режим давления, при котором открыты клапаны 541, 542, 543, 544 рециркуляции.
[319] Режим, при котором открыты клапаны 541, 542, 543, 544 рециркуляции, и режим, при котором открыт перепускной клапан 590, предпочтительно определяют на основе давления на входе в компрессор 200. Альтернативно, указанные режимы можно определить на основе внутреннего давления резервуара T для хранения.
[320] Давление на входе в компрессор 200 можно измерить с помощью третьего датчика давления (не показан), расположенного перед компрессором 200, и внутреннее давление в резервуаре T для хранения можно измерить с помощью четвертого датчика давления (не показан).
[321] С другой стороны, в конструкции, в которой шестая линия L6 подачи для удаления газообразного BOG, отделенного с помощью газожидкостного сепаратора 700, соединена с первой линией L1 подачи в месте, расположенном после точки ответвления обходной линии BL, ответвленной от первой линии L1 подачи, часть BOG, удаленного из резервуара T для хранения, при предотвращении перепада давления можно использовать в качестве охлаждающего агента в теплообменнике 100 путем непосредственной подачи газообразного BOG, отделенного с помощью газожидкостного сепаратора 700, в обходную линию BL, при этом при работе системы все клапаны, выбранные из перепускного клапана 590, первого клапана 510 и второго клапана 520, являются открытыми.
[322] Поскольку температура газообразного BOG, отделенного с помощью газожидкостного сепаратора 700, ниже температуры BOG, удаленного из резервуара T для хранения и направленного в теплообменник 100, и эффективность охлаждения теплообменника 100 может ухудшаться при подаче газообразного BOG, отделенного с помощью газожидкостного сепаратора 700, непосредственно в обходную линию BL, желательно, чтобы по меньшей мере часть газообразного BOG, отделенного с помощью газожидкостного сепаратора 700, была направлена в теплообменник 100.
[323] В настоящем изобретении, если количество BOG, полученного в резервуаре T для хранения, меньше количества BOG, которое требуется двигателю в качестве топлива, повторное сжижение BOG может не потребоваться. Однако в отсутствие необходимости повторного сжижения BOG весь газообразный BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, можно направить в обходную линию BL, поскольку нет необходимости в подаче охлаждающего агента в теплообменник 100.
[324] Соответственно, согласно настоящему изобретению шестая линия L6 подачи соединена с первой линией L1 подачи в месте, расположенном перед точкой ответвления обходной линии BL, ответвленной от первой линии L1 подачи. В конструкции, в которой шестая линия L6 подачи соединена с первой линией L1 подачи перед точкой ответвления обходной линии, BOG, удаленный из резервуара T для хранения, и газообразный BOG, отделенный с помощью газожидкостного сепаратора 700, объединяют друг с другом в месте, расположенным перед точкой ответвления обходной линии BL, и затем определяют количество BOG, подлежащего направлению в обходную линию BL и теплообменник 100, в зависимости от степени открытия перепускного клапана 590 и первого клапана 510, что, тем самым, позволяет легко контролировать систему и предотвращать подачу газообразного BOG, отделенного с помощью газожидкостного сепаратора 700, напрямую в обходную линию BL.
[325] Перепускной клапан 590 предпочтительно представляет собой клапан, обеспечивающий более высокий отклик, чем обычный клапан, что позволяет обеспечить быстрое регулирование степени открытия в зависимости от изменения давления в резервуаре T для хранения.
[326] Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение системы повторного сжижения BOG согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения.
[327] Как показано на фиг. 3, система повторного сжижения BOG согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения отличается от системы повторного сжижения BOG согласно первому варианту реализации, показанному на фиг. 1, тем, что система повторного сжижения BOG согласно третьему варианту реализации содержит датчик 930 разности давления вместо первого датчика 910 давления и второго датчика 920 давления, и в приведенном ниже описании основное внимание будет уделено различным особенностям системы повторного сжижения BOG согласно третьему варианту реализации. Описание тех же компонентов, что и в системе повторного сжижения BOG согласно первому варианту реализации, будут опущены.
[328] В отличие от первого варианта реализации система повторного сжижения BOG согласно третьему варианту реализации вместо первого датчика 910 давления и второго датчика 920 давления содержит датчик 930 разности давления, измеряющий разность давлений между третьей линией L3 подачи перед теплообменником 100 и четвертой линией L4 подачи после теплообменника 100.
[329] Разность давлений в канале для горячей текучей среды может быть получена с помощью датчика 930 разности давления, и, как и в первом варианте реализации, можно определить, настало ли время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, на основе по меньшей мере одного параметра, выбранного из разности давлений в канале для горячей текучей среды, разности температур холодного потока и разности температур горячего потока.
[330] Специалистам в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение не ограничено описанными выше вариантами реализации, и различные модификации, изменения, поправки и эквивалентные варианты реализации могут быть сделаны без отклонения от сущности и объема изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СИСТЕМА ПОВТОРНОГО СЖИЖЕНИЯ ОТПАРНОГО ГАЗА И СПОСОБ УДАЛЕНИЯ СМАЗОЧНОГО МАСЛА В СИСТЕМЕ ПОВТОРНОГО СЖИЖЕНИЯ ОТПАРНОГО ГАЗА | 2017 |
|
RU2739239C1 |
| СИСТЕМА ПОВТОРНОГО СЖИЖЕНИЯ ОТПАРНОГО ГАЗА | 2017 |
|
RU2743776C1 |
| СИСТЕМА И СПОСОБ ПОВТОРНОГО СЖИЖЕНИЯ ОТПАРНОГО ГАЗА ДЛЯ СУДНА | 2017 |
|
RU2738946C1 |
| Система повторного сжижения отпарного газа (варианты) | 2017 |
|
RU2743400C1 |
| УСТАНОВКА И СПОСОБ ПОВТОРНОГО СЖИЖЕНИЯ ОТПАРНОГО ГАЗА ДЛЯ СУДНА | 2016 |
|
RU2715973C1 |
| СИСТЕМА ОБРАБОТКИ СЖИЖЕННОГО ГАЗА ДЛЯ СУДНА | 2013 |
|
RU2608451C2 |
| СИСТЕМА ОБРАБОТКИ СЖИЖЕННОГО ГАЗА ДЛЯ СУДНА | 2013 |
|
RU2597930C1 |
| СПОСОБ ПОВТОРНОГО СЖИЖЕНИЯ ОТПАРНОГО ГАЗА ДЛЯ СПГ-ТАНКЕРА | 2018 |
|
RU2736758C1 |
| СУДНО, СОДЕРЖАЩЕЕ ДВИГАТЕЛЬ | 2016 |
|
RU2718757C2 |
| СУДНО, СОДЕРЖАЩЕЕ ДВИГАТЕЛЬ | 2016 |
|
RU2717875C2 |
Изобретение относится к области судостроения и касается судов для транспортировки сжиженного природного газа или работающих на сжиженном природном газе. Предложены система повторного сжижения отпарного газа (BOG) и способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения BOG, выполненной с возможностью повторного сжижения BOG путем сжатия BOG с помощью компрессора, охлаждения сжатого BOG посредством теплообмена с несжатым BOG с помощью теплообменника и снижения давления текучей среды, охлажденной посредством теплообмена, с помощью редуктора давления. Согласно способу удаления смазочного масла компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом определяют, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, если нижнее значение между разностью температур между BOG перед теплообменником, подлежащим применению в теплообменнике в качестве охлаждающего агента, и BOG, сжатым в компрессоре и охлажденным с помощью теплообменника, и разностью температур между BOG, применяемым в качестве охлаждающего агента в теплообменнике, и BOG, сжатым с помощью компрессора и направленным в теплообменник, составляет первое предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени или более, или если разность давлений между BOG, сжатым с помощью компрессора и направленным в теплообменник, в месте перед теплообменником, и BOG, охлажденным с помощью теплообменника, в месте после теплообменника, составляет второе предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени или более. Технический результат заключается в повышении эффективности повторного сжижения BOG. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.
1. Система повторного сжижения отпарного газа (BOG), содержащая: компрессор, в котором BOG подвергают сжатию; теплообменник, в котором сжатый с помощью компрессора BOG охлаждают посредством теплообмена с применением в качестве охлаждающего агента BOG, несжатого компрессором; и редуктор давления, снижающий давление текучей среды, охлажденной с помощью теплообменника, при этом указанная система повторного сжижения BOG дополнительно содержит:
устройство обнаружения, расположенное перед и/или после теплообменника для обнаружения, не закупорен ли теплообменник смазочным маслом; и
предупредительный сигнал, указывающий на то, что теплообменник закупорен смазочным маслом на основании результата обнаружения устройства обнаружения.
2. Система повторного сжижения BOG по п. 1, в которой устройство обнаружения представляет собой по меньшей мере один датчик, выбранный из температурного датчика и датчика давления.
3. Система повторного сжижения BOG по п. 2, в которой устройство обнаружения содержит по меньшей мере один датчик, выбранный из:
первого температурного датчика, расположенного перед каналом для холодной текучей среды теплообменника;
второго температурного датчика, расположенного после канала для холодной текучей среды теплообменника;
третьего температурного датчика, расположенного перед каналом для горячей текучей среды теплообменника;
четвертого температурного датчика, расположенного после канала для горячей текучей среды теплообменника;
первого датчика давления, расположенного перед каналом для горячей текучей среды теплообменника; и
второго датчика давления, расположенного после канала для горячей текучей среды теплообменника.
4. Система повторного сжижения BOG по п. 1, дополнительно содержащая:
устройство определения, определяющее, не закупорен ли теплообменник смазочным маслом.
5. Система повторного сжижения BOG по п. 4, в которой устройство определения представляет собой контроллер, определяющий на основании результата обнаружения устройства обнаружения, не закупорен ли теплообменник посредством системы смазочного масла.
6. Система повторного сжижения BOG по п. 1, в которой теплообменник содержит канал для текучей среды микроканального типа.
7. Способ удаления смазочного масла из системы повторного сжижения отпарного газа (BOG), выполненной с возможностью повторного сжижения BOG путем сжатия BOG с помощью компрессора, охлаждения сжатого BOG посредством теплообмена с несжатым BOG с помощью теплообменника и снижения давления текучей среды, охлажденной посредством теплообмена, с помощью редуктора давления,
при этом момент времени для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла определяют на основе по меньшей мере одного параметра, выбранного из разности температур и разности давлений оборудования, и при этом происходит генерация предупредительного сигнала, что указывает на момент времени для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла.
8. Способ удаления смазочного масла по п. 7, согласно которому компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом определяют, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, если соблюдается по меньшей мере одно из следующих условий:
условие, что разность температур между BOG перед теплообменником, подлежащим применению в теплообменнике в качестве охлаждающего агента, и BOG, сжатым в компрессоре и охлажденным с помощью теплообменника (далее называемая «разностью температур холодного потока»), составляет первое предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение заданного периода времени или более;
условие, что разность температур между BOG, применяемым в качестве охлаждающего агента в теплообменнике, и BOG, сжатым с помощью компрессора и направленным в теплообменник (далее называемая «разностью температур горячего потока»), составляет первое предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение заданного периода времени или более; и
условие, что разность давлений между BOG, сжатым с помощью компрессора и направленным в теплообменник, в месте перед теплообменником, и BOG, охлажденным с помощью теплообменника, в месте после теплообменника (далее называемая «разностью давлений канала для горячей текучей среды»), составляет второе предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение заданного периода времени или более.
9. Способ удаления смазочного масла по п. 7, согласно которому компрессор содержит по меньшей мере один цилиндр, работающий в режиме масляной смазки, и при этом определяют, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, если нижнее значение между разностью температур между BOG перед теплообменником, подлежащим применению в теплообменнике в качестве охлаждающего агента, и BOG, сжатым в компрессоре и охлажденным с помощью теплообменника (далее называемой «разностью температур холодного потока»), и разностью температур между BOG, применяемым в качестве охлаждающего агента в теплообменнике, и BOG, сжатым с помощью компрессора и направленным в теплообменник (далее называемой «разностью температур горячего потока»), составляет первое предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение заданного периода времени или более, или если разность давлений между BOG, сжатым с помощью компрессора и направленным в теплообменник, в месте перед теплообменником, и BOG, охлажденным с помощью теплообменника, в месте после теплообменника (далее называемая «разностью давлений канала для горячей текучей среды»), составляет второе предварительно установленное значение или более и сохраняется в течение предварительно заданного периода времени или более.
10. Способ удаления смазочного масла по п. 7, согласно которому определяют, что настало время для удаления сконденсированного или застывшего смазочного масла, если производительность теплообменника уменьшилась на от 60 до 80% относительно его нормальной производительности.
11. Способ удаления смазочного масла по п. 8, согласно которому разность температур холодного потока обнаруживают с помощью первого температурного датчика, расположенного перед каналом для холодной текучей среды теплообменника, и с помощью четвертого температурного датчика, расположенного после канала для горячей текучей среды теплообменника.
12. Способ удаления смазочного масла по п. 8, согласно которому разность температур горячего потока обнаруживают с помощью второго температурного датчика, расположенного после канала для холодной текучей среды теплообменника, и с помощью третьего температурного датчика, расположенного перед каналом для горячей текучей среды теплообменника.
13. Способ удаления смазочного масла по п. 8, согласно которому разность давлений в канале для горячей текучей среды обнаруживают с помощью первого датчика давления, расположенного перед каналом для горячей текучей среды теплообменника, и с помощью второго датчика давления, расположенного после канала для горячей текучей среды.
14. Способ удаления смазочного масла по п. 8, согласно которому разность давлений в канале для горячей текучей среды обнаруживают с помощью датчика разности давления, измеряющего разность давлений между входным потоком канала для горячей текучей среды теплообменника и выходным потоком канала для горячей текучей среды теплообменника.
| KR 20170010427 A, 31.01.2017 | |||
| KR 20170031426 A, 21.03.2017 | |||
| KR 20150067094 A, 17.06.2015 | |||
| KR 20160062300 A, 02.06.2016 | |||
| KR 20150001600 A, 06.01.2015. |
