一种BOG气体冷能循环利用系统、方法及船舶与流程

本申请涉及液化气船，尤其是涉及一种bog气体冷能循环利用系统、方法及船舶。

背景技术：

1、bog(boil-off gas，蒸发气体)是指气体在其临界温度以下经加压被液化后的低温液体，因难以与环境绝对绝热,吸收外界热量而蒸发出的气体。lng(liquefied naturalgas，液化天然气)在常温下极易汽化，即使在lng低温储罐绝热性能很好的条件下，也不可避免地导致低温储罐内的lng蒸发汽化，从而形成bog气体。

2、液化气船或双燃料船船在航行过程中均会产生大量的bog气体。以lng船为例，在常压下lng的气化温度为-163℃，因此，bog用于燃料时还需要对其进行加热才能燃烧，这将会导致大量的冷能浪费。

3、如何合理利用lng船舶的bog气体，减少能源浪费，节约运输成本，成为现业内研究的热点问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种bog气体冷能循环利用系统，其能够将bog气体冷能用于船上冷库储存的系统，从而实现bog冷能的合理利用。

2、第一方面，本申请提供了一种bog气体冷能循环利用系统，外接至液货舱出气管口，自所述液货舱出气管口包括依次流体连通的bog换热器、多级冷藏室和制冷压缩机；其中，

3、所述bog换热器用以将制冷剂转换为低温高压状态，并依次输送至多级冷藏室，制冷剂在多级冷藏室内经逐级膨胀吸热完成对每个多级冷藏室的降温工作，随后制冷剂回流至制冷压缩机加压至高温高压状态，以备下一个制冷循环的bog换热器使用。

4、在一个实施方式中，自流体连通方向，所述多级冷藏室至少包括一级冷藏室、二级冷藏室和三级冷藏室，三个冷藏室的温度依次分别为t1、t2和t3，其中，t1≤t2≤t3。

5、在一个实施方式中，-20℃≤t1＝t2≤-10℃；0℃≤t3≤10℃。

6、在一个实施方式中，每个所述冷藏室均包括膨胀风冷机组，实现对冷藏室的降温；每个所述冷藏室还设置支路通道阀门，当冷藏室无需降温时，开启支路通道阀门使制冷剂直接输送至下一级冷藏室使用。

7、在一个实施方式中，所述bog换热器的输出端还连通至燃气用户终端，在bog换热器的输出端与所述燃气用户终端之间设置bog压缩机，用以将部分bog气体转换为高温高压状态以供燃气使用。

8、在一个实施方式中，所述制冷压缩机与所述bog换热器之间设置双通道管路，其中，

9、第一通道设置阀门，用以启闭该通道；

10、第二通道设置淡水换热器，淡水换热器的进出口端均设置阀门，用以启闭该通道。

11、在一个实施方式中，所述制冷压缩机的进出口端均设置压力传感器，用以监测每个循环前后的管路压强变化。

12、在一个实施方式中，在bog换热器的输出端设置温度传感器，用以监测由bog换热器输出的流体温度变化，若该温度变化达到预设差值，则启动第二通道的淡水换热器辅助制冷。

13、第二方面，本申请还提供了一种bog气体冷能循环利用方法，包括以下步骤：

14、首先，制冷剂经过制冷压缩机加压，成为高温高压状态；

15、判断是否需要启动淡水换热器：若需要，则制冷剂经过淡水换热器供给至bog换热器，经过bog换热器换热后制冷剂成为低温高压状态；若不需要，则直接经旁通阀输送至bog换热器；

16、判断是否需要供给至燃气用户终端，若需要，则bog气体经过bog换热器后进入bog压缩机，经过bog压缩机压缩供给至燃气用户终端；若不需要，则直接进入多级冷藏室；

17、随后，制冷剂进入一级冷藏室，经过膨胀机风冷机组初次膨胀为低温较高压状态，膨胀降温后通过风机增加气流流动实现降温；通过第二通道控制阀及风机所在的第一通道控制阀实现对一级储藏室的温度控制，当需要温度降低时，开大主通道控制阀，关小支路通道控制阀；反之则关小主通道控制阀，开大支路通道控制阀，在一级冷藏室初次吸热实现冷藏降温；

18、随后，制冷剂依次进入二级冷藏室和三级冷藏室，制冷过程同一级冷藏室，逐级吸热实现冷藏降温；

19、最后，制冷剂再次回流到制冷压缩机，循环以上步骤。

20、第三方面，本申请还提供了一种船舶，包括液货舱，还包括bog气体冷能循环利用系统，所述液货舱外接至上述技术方案中任一所述的bog气体冷能循环利用系统。

21、与现有技术相比，本申请技术方案的有益效果为：

22、利用本申请的bog气体冷能循环利用系统对液货舱的bog气体进行合理利用，外接制冷循环系统，将bog通过制冷压缩机和换热器的运行实现重复利用，并且在循环管路中设置多级冷藏室，满足不同储存温区的货物制冷需求，另外，还可以将bog气体经换热器换热后输送至压缩机，供给至燃气用户终端使用，实现了bog气体的最大化再生效益。

技术特征：

1.一种bog气体冷能循环利用系统，外接至液货舱出气管口，其特征在于，自所述液货舱出气管口包括依次流体连通的bog换热器(02)、多级冷藏室和制冷压缩机(09)；其中，

2.根据权利要求1所述的bog气体冷能循环利用系统，其特征在于，自流体连通方向，所述多级冷藏室至少包括一级冷藏室(06)、二级冷藏室(07)和三级冷藏室(08)，三个冷藏室的温度依次分别为t1、t2和t3，其中，

3.根据权利要求2所述的bog气体冷能循环利用系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的bog气体冷能循环利用系统，其特征在于，每个所述冷藏室均包括膨胀风冷机组，实现对冷藏室的降温；每个所述冷藏室还设置支路通道阀门，当冷藏室无需降温时，开启支路通道阀门使制冷剂直接输送至下一级冷藏室使用。

5.根据权利要求1所述的bog气体冷能循环利用系统，其特征在于，所述bog换热器(02)的输出端还连通至燃气用户终端(04)，在bog换热器(02)的输出端与所述燃气用户终端(04)之间设置bog压缩机(03)，用以将部分bog气体转换为高温高压状态以供燃气使用。

6.根据权利要求1所述的bog气体冷能循环利用系统，其特征在于，所述制冷压缩机(09)与所述bog换热器(02)之间设置双通道管路，其中，

7.根据权利要求6所述的bog气体冷能循环利用系统，其特征在于，所述制冷压缩机(09)的进出口端均设置压力传感器，用以监测每个循环前后的管路压强变化。

8.根据权利要求7所述的bog气体冷能循环利用系统，其特征在于，在bog换热器(02)的输出端设置温度传感器，用以监测由bog换热器(02)输出的流体温度变化，若该温度变化达到预设差值，则启动第二通道的淡水换热器(05)辅助制冷。

9.一种bog气体冷能循环利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种船舶，包括液货舱，其特征在于，还包括bog气体冷能循环利用系统，所述液货舱外接至权利要求1～8任一所述的bog气体冷能循环利用系统。

技术总结本申请提供一种BOG气体冷能循环利用系统、方法及船舶，该系统外接至液货舱出气管口，自所述液货舱出气管口包括依次流体连通的BOG换热器、多级冷藏室和制冷压缩机；其中，BOG换热器用以将制冷剂转换为低温高压状态，并依次输送至多级冷藏室，制冷剂在多级冷藏室内经逐级膨胀吸热完成对每个多级冷藏室的降温工作，随后制冷剂回流至制冷压缩机加压至高温高压状态，以备下一个制冷循环的BOG换热器使用。本申请技术方案对液货舱的BOG气体进行合理利用，并且在循环管路中设置多级冷藏室，满足不同储存温区的货物制冷需求，另外，还可以将BOG气体经换热器换热后输送至压缩机，供给至燃气用户终端使用，实现了BOG气体的最大化再生效益。技术研发人员：马杰,张玉杰,许恋斯受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18