本發(fā)明涉及一種用于控制到用于輪船的發(fā)動機的燃料供應的系統(tǒng)和方法，且更確切地說，涉及一種用于控制到用于輪船的發(fā)動機的燃料供應的系統(tǒng)，其包含液化天然氣由泵抽吸且被氣化的系統(tǒng)操作地帶，和從所述系統(tǒng)操作地帶接收所述被抽吸和氣化的lng且將所述lng供應到所述發(fā)動機的供應器操作地帶，其中所述系統(tǒng)操作地帶被設定以具有比所述供應器操作地帶高的預設定壓力且獨立于所述供應器操作地帶加以控制，和一種燃料供應控制方法。

背景技術(shù)：

近年來，液化天然氣(liquefiednaturalgas；lng)或液化石油氣(liquefiedpetroleumgas；lpg)的使用已迅速地在全世界擴展開來。

明確地說，液化天然氣(liquefiednaturalgas；lng)歸因于在燃燒后較少的污染物排出，是環(huán)保的，且日益用于各種領(lǐng)域中。

液化天然氣(liquefiednaturalgas；lng)為通過將主要由甲烷(methane)組成的天然氣冷卻到約-162℃而獲得的無色透明液體，且具有天然氣的體積的約1/600的體積。因此，天然氣被液化成lng以用于高效運輸，且lng運輸船用于lng的海上運輸。

伴隨著關(guān)于輪船的加強的國際和國家法規(guī)，對用于輪船的環(huán)保高效率燃料的興趣也已增加。在此類燃料當中，能夠使用通過lng的天然或強迫氣化獲得的蒸發(fā)氣體的雙燃料(dualfuel；df)發(fā)動機被開發(fā)且用于輪船。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[技術(shù)問題]

在將lng作為用于輪船的燃料的使用中，在低溫狀態(tài)中的lng在壓力上必須增大，且接著取決于發(fā)動機的壓力和溫度條件而氣化。

在輪船發(fā)動機，例如推進發(fā)動機中，由于所述發(fā)動機的負荷(load)可取決于輪船的航行速度而變化，因此有必要取決于發(fā)動機的負荷而變化燃料的供應壓力。

為此目的，可提供到在燃料供應管線中的發(fā)動機的前端的閥以改變打開的程度。然而，當整個系統(tǒng)的操作取決于此閥時，可存在問題，例如，歸因于閥的薄層的損壞和閥的使用壽命的減少，對閥的頻繁修理和替換。

另外，可迅速地關(guān)閉閥，以便阻擋到發(fā)動機的燃料供應，由此造成系統(tǒng)的壓力的突然增大。

本發(fā)明的實施例解決此類問題，且提供可通過允許取決于發(fā)動機的負荷的變化的可變?nèi)剂瞎獊肀ＷC到發(fā)動機的燃料的穩(wěn)定供應的燃料供應控制系統(tǒng)。

[技術(shù)解決方案]

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于控制到用于輪船的發(fā)動機的燃料供應的系統(tǒng)包含：lng由泵抽吸且被氣化的系統(tǒng)操作地帶；和從所述系統(tǒng)操作地帶接收所述被抽吸和氣化的lng且將所述lng供應到所述發(fā)動機的供應器操作地帶，其中所述系統(tǒng)操作地帶的預設定壓力被設定以高于所述供應器操作地帶的預設定壓力。

所述系統(tǒng)操作地帶可包含：高壓泵，其抽吸lng；氣化器，其使由所述高壓泵抽吸的所述lng氣化；和回流管線，引入到所述氣化器的所述抽汲的lng通過所述回流管線從所述高壓泵的下游返回到存儲槽或所述高壓泵的上游。

所述系統(tǒng)操作地帶可包含：再循環(huán)閥，其被提供到所述回流管線；第一壓力檢測單元，其檢測在所述氣化器的下游側(cè)的所述系統(tǒng)操作地帶的壓力；和第一控制器，其接收由所述第一壓力檢測單元檢測到的壓力值，且取決于所述系統(tǒng)操作地帶的所述預設定壓力來控制所述再循環(huán)閥的打開的程度和所述高壓泵的速度以控制所述系統(tǒng)操作地帶的所述壓力。

所述系統(tǒng)可進一步包含：熱媒循環(huán)管線，使用于使所述氣化器中的所述lng氣化的熱媒循環(huán)通過所述熱媒循環(huán)管線；熱媒泵，其被提供到所述熱媒循環(huán)管線且抽吸待引入到所述氣化器的所述熱媒；和熱媒加熱器，其加熱在所述熱媒泵的下游側(cè)的所述熱媒。

所述供應器操作地帶可包含：供應管線，通過所述供應管線將由所述氣化器氣化的所述lng供應到所述發(fā)動機；主氣體閥，其被提供到所述供應管線；和排氣管線，其在所述主氣體閥的上游側(cè)從所述供應管線分支，且當所述供應管線的所述壓力增大超過所述供應器操作地帶的所述預設定壓力時，關(guān)閉所述主氣體閥且通過所述排氣管線排放所述被氣化的lng。

所述供應器操作地帶可包含：壓力調(diào)節(jié)閥，其被提供到所述排氣管線；第二壓力檢測單元，其檢測在所述主氣體閥的下游側(cè)的所述供應器操作地帶的所述壓力；和第二控制器，其接收由所述第二壓力檢測單元檢測到的壓力值，且取決于所述供應器操作地帶的所述預設定壓力來控制所述主氣體閥和所述壓力調(diào)節(jié)閥的打開或關(guān)閉以控制所述供應器操作地帶的所述壓力。

所述系統(tǒng)可進一步包含：第一斷流閥，其安置于所述氣化器的下游；和第二斷流閥，其安置于所述排氣管線從所述供應管線分支的點的上游。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種控制到用于輪船的發(fā)動機的燃料供應的方法包含：1)使用泵抽吸lng，接著為使所述lng氣化；和2)將所述被抽吸和氣化的lng供應到用于輪船的所述發(fā)動機，其中通過將執(zhí)行步驟1的地帶的預設定壓力設定為高于執(zhí)行步驟2)的地帶的預設定壓力來進行操作。

可基于被抽吸和氣化的lng的檢測到的壓力值通過控制泵的速度或通過使被抽吸的lng返回到存儲槽或泵的上游側(cè)來控制執(zhí)行步驟1)的地帶的壓力。

基于引入到用于輪船的發(fā)動機內(nèi)的被抽吸和氣化的lng的檢測到的壓力值，當引入到用于輪船的發(fā)動機內(nèi)的被抽吸和氣化的lng的壓力高于執(zhí)行步驟2)的地帶的預設定壓力時，可通過關(guān)閉閥以阻擋所述被抽吸和氣化的lng到發(fā)動機內(nèi)的供應同時從執(zhí)行步驟2)的地帶排放被氣化的lng來控制執(zhí)行步驟2)的地帶的壓力。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于控制到用于輪船的發(fā)動機的燃料供應的系統(tǒng)包含：lng由泵抽吸且被氣化的系統(tǒng)操作地帶；和從所述系統(tǒng)操作地帶接收所述被抽吸和氣化的lng且將所述lng供應到所述發(fā)動機的供應器操作地帶，其中所述系統(tǒng)操作地帶的壓力是獨立于所述供應器操作地帶的所述壓力控制。

根據(jù)本發(fā)明的再一方面，一種控制到用于輪船的發(fā)動機的燃料供應的方法包含：1)使用泵抽吸lng，接著為使所述lng氣化；和2)將所述被抽吸和氣化的lng供應到用于輪船的所述發(fā)動機，其中獨立于執(zhí)行步驟2)的地帶的壓力控制執(zhí)行步驟1)的地帶的壓力。

[有利效應]

本發(fā)明的實施例提供一種用于控制到用于輪船的發(fā)動機的燃料供應的系統(tǒng)，其包含lng由泵抽吸且被氣化的系統(tǒng)操作地帶，和從系統(tǒng)操作地帶接收被抽吸和氣化的lng且將lng供應到發(fā)動機的供應器操作地帶，其中系統(tǒng)操作地帶被設定以具有比供應器操作地帶高的預設定壓力且獨立于供應器操作地帶控制，和一種燃料供應控制方法。

因而，在將燃料直接供應到發(fā)動機內(nèi)前，強迫燃料通過系統(tǒng)操作地帶，且獨立于供應器操作地帶控制系統(tǒng)操作地帶，借以可穩(wěn)定地達成可變?nèi)剂瞎?/p>

此外，由于供應壓力的控制不僅僅由主氣體閥執(zhí)行，因此可延長閥的使用壽命以減少用于閥的維修和替換的成本，同時防止系統(tǒng)的操作中斷。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例的用于控制到用于輪船的發(fā)動機的燃料供應的系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

[最佳模式]

本發(fā)明的上述和其它方面、優(yōu)點和目標將從附圖和本發(fā)明的以下示范性實施例的描述變得顯而易見。

下文將參看附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。將由相似參考數(shù)字表示相似組件。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例的用于控制到用于輪船的發(fā)動機(e)的燃料供應的系統(tǒng)的示意圖。

參看圖1，根據(jù)此示范性實施例的燃料供應控制系統(tǒng)是一種用于控制到用于輪船的發(fā)動機(e)的燃料供應的系統(tǒng)，且包含lng由泵抽吸且被氣化的系統(tǒng)操作地帶(100)，和從系統(tǒng)操作地帶(100)接收被抽吸和氣化的lng且將lng供應到發(fā)動機(e)的供應器操作地帶(200)，其中系統(tǒng)操作地帶(100)的預設定壓力被設定以高于供應器操作地帶(200)的預設定壓力。

如本文所使用，術(shù)語“輪船”不僅指例如lng運輸船或lng燃料船(lngfueledship；lfs)的輪船，而且還指例如lng-fspp(浮動存儲電廠)的海上工廠，且包含具有接收lng作為用于推進或發(fā)電的燃料的發(fā)動機的所有種類的輪船或海上結(jié)構(gòu)。

用于此類輪船的發(fā)動機(e)可包含例如df發(fā)動機或me-gi發(fā)動機。在此實施例中，用于輪船的發(fā)動機(e)可為高壓氣體噴射發(fā)動機，或接收150到400巴的高壓氣體作為燃料的me-gi(man電氣噴射)發(fā)動機。

me-gi發(fā)動機可在輪船中使用，且為lng運輸船的高壓天然氣噴射發(fā)動機，其被開發(fā)以減少氮氧化物(nox)和硫氧化物(sox)的排出。me-gi發(fā)動機可裝備于輪船或海上結(jié)構(gòu)，例如lng運輸船和類似者中，所述輪船或海上結(jié)構(gòu)將lng存儲于能夠耐受在lng的運輸期間的低溫條件的存儲槽中，且可使用天然氣和柴油作為燃料。me-gi發(fā)動機取決于其負荷需要約150到400絕對巴(絕對壓力)的高氣體供應壓力，且通過減少污染物的排出，例如，如與輸出相同功率電平的柴油發(fā)動機相比，將二氧化碳減少23％，將氮化合物減少80％，和將含硫化合物減少95％或更多，而聚焦為對生態(tài)環(huán)境友好的下一代發(fā)動機。為了lng到me-gi發(fā)動機的供應，燃料供給系統(tǒng)被配置以供應在存儲槽中產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體bog或以在lng于高壓力下壓縮后供應通過lng的氣化獲得的被氣化的lng。

對于此燃料供應，根據(jù)此實施例的系統(tǒng)操作地帶(100)具備被配置以抽吸lng的高壓泵(110)和使由高壓泵(110)抽吸的lng氣化的氣化器(120)，且構(gòu)成熱媒供應地帶(300)以供應執(zhí)行與氣化器(120)中的lng的熱交換的熱媒。

熱媒供應地帶(300)可具備：熱媒循環(huán)管線(hl)，使用于氣化器(120)中的lng的氣化的熱媒循環(huán)通過所述熱媒循環(huán)管線；熱媒泵(310)，其被提供到熱媒循環(huán)管線(hl)且抽吸待引入到氣化器(120)內(nèi)的熱媒；熱媒加熱器(320)，其安置于熱媒泵(310)的下游且加熱熱媒；熱媒槽(330)，其安置于氣化器(120)的下游且存儲已經(jīng)受在氣化器(120)中的熱交換的熱媒；和類似者。舉例來說，作為將熱量供應到氣化器(120)的熱媒，可使用乙二醇水(glycolwater)，且熱媒加熱器(320)可使用由在輪船的內(nèi)燃機中產(chǎn)生的廢熱產(chǎn)生的蒸汽加熱熱媒。

為了系統(tǒng)操作地帶(100)中的壓力控制，系統(tǒng)操作地帶(100)包含回流管線(rl)，通過所述回流管線使引入到氣化器(120)內(nèi)的抽吸的lng從高壓泵(110)的下游側(cè)返回到存儲槽(未圖示)或高壓泵(110)的上游側(cè)，且回流管線(rl)具備再循環(huán)閥(130)。

此外，系統(tǒng)操作地帶(100)具備第一壓力檢測單元(140)，其檢測在所述氣化器(120)的下游側(cè)的系統(tǒng)操作地帶(100)的壓力；和第一控制器(150)，其接收由第一壓力檢測單元(140)檢測到的壓力值，且通過根據(jù)系統(tǒng)操作地帶(100)的預設定壓力調(diào)節(jié)再循環(huán)閥(130)的打開的程度和高壓泵(110)的速度(rpm)來控制系統(tǒng)操作地帶(100)的壓力。

供應器操作地帶(200)具備：供應管線(sl)，其用于將由氣化器(120)氣化的lng供應到發(fā)動機(e)；和主氣體閥(210)，其被提供到供應管線(sl)以打開或關(guān)閉供應管線(sl)。

為了供應器操作地帶(200)中的壓力控制，供應器操作地帶(200)包含在主氣體閥(210)的上游側(cè)從供應管線(sl)分支的排氣管線(vl)、提供到排氣管線(vl)的壓力調(diào)節(jié)閥(220)和檢測在主氣體閥(210)的下游側(cè)的供應器操作地帶(200)的壓力的第二壓力檢測單元(230)。

由第二壓力檢測單元(230)檢測到壓力值被發(fā)送到第二控制器(240)，第二控制器通過關(guān)閉主氣體閥(210)同時允許當供應管線(sl)的壓力高于供應器操作地帶(200)的預設定壓力時將被氣化的lng排放到排氣管線(vl)來控制供應器操作地帶(200)的壓力。根據(jù)用于輪船的發(fā)動機(e)的負荷，將供應器操作地帶(200)的預設定壓力設定到所需的供應器壓力，且當確定供應器操作地帶的壓力超過此壓力值時，通過關(guān)閉主氣體閥(210)同時打開壓力調(diào)節(jié)閥(220)使得按對應于過剩壓力的量將氣體排放到通風口桅桿來調(diào)節(jié)供應器操作地帶(200)的壓力。

以此方式，第二控制器(240)通過取決于供應器操作地帶(200)的預設定壓力控制主氣體閥(210)和壓力調(diào)節(jié)閥(220)的打開/關(guān)閉來控制供應器操作地帶(200)的壓力。

因而，在根據(jù)此實施例的系統(tǒng)中，將系統(tǒng)操作地帶(100)的預設定壓力設定為高于供應器操作地帶(200)的預設定壓力，且獨立地控制每一操作地帶，由此實現(xiàn)取決于發(fā)動機負荷(load)進行燃料供給系統(tǒng)的可變操作。

在此實施例中，允許在將燃料直接供應到發(fā)動機內(nèi)前燃料穿過系統(tǒng)操作地帶(100)，由此減小供應壓力的偏差。另外，由于將系統(tǒng)操作地帶(100)的預設定壓力設定為高于供應器操作地帶(200)的預設定壓力，因此可保證過剩部分，甚至在發(fā)動機的輸出迅速增大后，由此提供減少跟隨時間的優(yōu)勢。

在燃料供給系統(tǒng)的操作中，可取決于發(fā)動機和燃料供給系統(tǒng)的安裝位置，通過實際調(diào)試程序來確定設定為高于供應器操作地帶(100)的預設定壓力的系統(tǒng)操作地帶(100)的預設定壓力。舉例來說，當使用me-gi發(fā)動機且供應器操作地帶的壓力為230巴時，可將系統(tǒng)操作地帶的預設定壓力設定為比供應器操作地帶的預設定壓力高約20巴，且當供應器操作地帶為300巴時，可將系統(tǒng)操作地帶的預設定壓力設定為比供應器操作地帶的預設定壓力高約5巴。

在根據(jù)此實施例的系統(tǒng)中，可將第一斷流閥(160)安置于氣化器(120)的下游，且可將第二斷流閥(250)安置于排氣管線(vl)從供應管線(sl)分支的點的上游。通過將操作地帶相互劃分的截流閥的此配置，可控制所述系統(tǒng)使得可設定操作地帶中的每一個以具有不同預設定壓力。

在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，如下執(zhí)行燃料供應。

通過包含以下步驟的方法來達成到用于輪船的發(fā)動機(e)的燃料供應：1)使用泵抽吸lng，接著使lng氣化；和2)將被抽吸和氣化的lng供應到用于輪船的發(fā)動機(e)。

在本發(fā)明中，通過將執(zhí)行步驟1的地帶的預設定壓力，即，系統(tǒng)操作地帶(100)的預設定壓力，設定為高于執(zhí)行步驟2)的地帶的預設定壓力即，供應器操作地帶(200)的預設定壓力，來操作系統(tǒng)。

如上所述，可基于被抽吸和氣化的lng的檢測到的壓力值通過控制泵的速度(rpm)或通過使被抽吸的lng返回到存儲槽或泵的上游側(cè)(rl)來控制系統(tǒng)操作地帶(100)的壓力。

此外，如上所述，基于引入到用于輪船的發(fā)動機的被抽吸和氣化的lng的檢測到的壓力值，當引入到發(fā)動機(e)的被抽吸和氣化的lng的壓力高于供應器操作地帶(200)的預設定壓力時，可通過關(guān)閉閥以阻擋被抽吸和氣化的lng到發(fā)動機(e)內(nèi)的供應同時通過從供應管線(sl)分支的排氣管線(vl)將被氣化的lng排放到通風口桅桿(ventmast)來控制供應器操作地帶的壓力。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見，本發(fā)明不限于以上實施例，并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下作出各種修改或變化。