船舶能量产生设施的燃料供应装置.pdf

供应装置，其利用液化气运输船的至少一液化气罐(2)为装载于液化气运输船上的能量产生设施供应燃料，所述供应装置包括：泵(20)，其设置在所述液化气罐的底部；以及容器(23)，其围绕所述泵被设置在所述液化气罐内且用于将所述泵的抽吸口保持在浸没状态，其特征在于，所述供应装置包括：液体喷射器(12)，其设置在所述液化气罐内以便能在所述液化气罐的底部处抽吸液化气；以及液体回路(21、22、24、250)，其一方面把所述泵的出口连接于所述喷射器的入口，且另一方面把所述喷射器的出口连接于所述容器。

1.  供应装置，其利用液化气运输船的至少一液化气罐(2)为装载于所述液化气运输船上的能量产生设施供应燃料，所述供应装置包括：泵(20)，其设置在所述液化气罐的底部；以及容器(23)，其围绕所述泵被设置在所述液化气罐内，且用于将所述泵的抽吸口保持在浸没状态，
其特征在于，所述供应装置包括：液体喷射器(12)，其设置在所述液化气罐内，以便能在所述液化气罐的底部处抽吸液化气；以及液体回路(21、22、24、250)，其一方面把所述泵的出口连接于所述喷射器的入口，且另一方面把所述喷射器的出口连接于所述容器。

2.  按照权利要求1所述的供应装置，其特征在于，所述容器离开所述喷射器就位。

3.  按照权利要求1所述的供应装置，其特征在于，所述喷射器与所述容器接触或者所述喷射器位于所述容器内。

4.  按照上述权利要求中任一项所述的供应装置，其特征在于，所述容器具有允许由来自满罐的液体或由液化气波浪进行充填的形廓。

5.  按照权利要求1至4中任一项所述的供应装置，其特征在于，所述容器具有的容积小于1立方米。

6.  按照权利要求1至5中任一项所述的供应装置，其特征在于，所述喷射器包括吸管(14)，所述吸管的入口所在的高度低于所述泵的抽吸口的高度。

7.  按照权利要求1至6中任一项所述的供应装置，其特征在于，所述供应装置包括供应管道(28)，所述供应管道把所述液体回路连接到所述能量产生设施。

8.  按照权利要求7所述的供应装置，其特征在于，所述供应管道(28)在所述喷射器的出口和所述容器之间被连接于所述液体回路。

9.  按照权利要求1至8中任一项所述的供应装置，其特征在于，所述供应装置包括所述液化气运输船的经由一管道(55)的一排泄泵(54)或任何其它泵，所述的排泄泵(54)或任何其它泵在所述喷射器上游被连接到所述液体回路。

10.  液化气运输船，其包括至少一液化气罐和一船载的能量产生设施，其特征在于，所述液化气运输船包括按照权利要求1至9中任一项所述的供应装置，所述供应装置把所述液化气罐连接到所述能量产生设施，以便由所述液化气罐为所述能量产生设施供应燃料。

船舶能量产生设施的燃料供应装置
技术领域
[01]本发明涉及利用液化气运输船的液化气罐为液化气运输船上所装载的能量产生设施供应燃料的装置。
背景技术
[02]在例如甲烷运输船类型的液化气运输船中，配备有一能量产生设施，以便能满足船舶运行的能源需求，尤其是用来推动船舶和/或为船载设施发电。一所述设施通常包括消耗气体的热机，所述气体来自利用船罐中运输的船载液化气所供给的蒸发器。
[03]FR-A-2837783提出借助浸没于船罐底部的泵供应一所述蒸发器和/或推动所必需的其它系统。当希望在压舱行程中、即当罐已被卸载时，为推动甲烷运输船供给气体时，这样被安设的泵存在一些缺点。在此情况下，必须在罐的底部留出足以允许泵运行的液化气余量(talon)。事实上，如果液位太低，会导致泵不时地泵吸入因船货运动所引起的液气混合物，而这可能造成泵停止运转、甚至严重损坏泵的风险(冷却不良，强度下降等)。
[04]FR-A-2832783提出这样来避免这些问题：把配有止回阀门的集引壳围绕始终位于罐底部的泵，以保证泵的抽吸口处于连续的浸没，即使当罐内装载量很少且船舶承受横摇和纵摇颠簸运动的时候。所述装置的可靠性和有效性都很有限，尤其是因为阀门可能卡塞和不再保证其功能且因为充填集引壳需要足够规律的波浪运动，而波浪将通过浸没充填集引壳。
[05]FR-A-2876981描述了一供应装置，其中，在船的甲板上设有一泵，所述泵被连接到在罐底部所设置的一液体喷射器。该方案需要在船的甲板上装配补充元件，尤其是应当保证其隔热的一辅助容器。
发明内容
[06]本发明的目的是提出一种供应装置，其不存在现有技术的至少某些上述缺点。尤其地，本发明的目的在于提出一种泵式供应装置，所述供应装置的泵设置在罐内，在所述供应装置中可避免或降低泵停止运行或受到损坏的风险。
[07]为此，本发明提出一种供应装置，其利用液化气运输船的至少一液化气罐为装载于所述液化气运输船上的能量产生设施供应燃料，所述供应装置包括：泵，其设置在所述液化气罐的底部；以及容器，其围绕所述泵被设置在所述液化气罐内且用于将所述泵的抽吸口保持在浸没状态，其特征在于，所述供应装置包括：液体喷射器，其设置在所述液化气罐内以便能在所述液化气罐的底部处抽吸液化气；以及液体回路，其一方面把所述泵的出口连接于所述喷射器的入口，且另一方面把所述喷射器的出口连接于所述容器。
[08]按照本发明，一液体喷射器，也被称为液体喷射泵，是指包括喷管的一种泵，在所述喷管中，在压力下被注入的液流的强作用力会导致液体被抽吸，液体因而到达喷管的周边。
[09]喷射器通常比传统泵以更低的液位进行抽吸，这意味着充填容器以使泵的抽吸口(aspiration)保持在浸没状态的可能性，甚至当罐内的液位很低时。因此可以在船舶卸载站内排泄更多的液体。而且，波浪不会影响泵抽吸口的浸没状态。
[10]喷射器可以在真空下运行(无需待抽吸的液体)，而没有被损坏或停止运行的风险。运动中机械零件的缺少，意味着将带来安装的简便性和极大的可靠性，且很少或无需进行必须在技术上停止船舶的维护。
[11]按照一实施方式，所述容器离开所述喷射器就位。这使得喷射器和容器的定位具有极大的自由度，所述喷射器和容器通过液体回路被连接起来。例如，喷射器可以被设置在罐内，用以在此集引液体，在此获得液体的可能性最大，而这要考虑到船舶运输时罐内液体的运动。鉴于其体积和机械强度，泵和容器构成的组合件可以被设置在罐内。
[12]按照另一实施方式，所述喷射器与所述容器接触或者所述喷射器位于所述容器内。由容器和喷射器构成的组合件可以被预装配，且被方便地设置在罐内。液体回路更为简单。
[13]有利地，容器具有能通过罐内液体的波浪运动方便液体回收的形廓(profil)。而且，液体回路把喷射器出口连接于容器。
[14]按照一特别的实施方式，容器具有的容积小于1立方米。
[15]更好地，所述喷射器包括吸管，所述吸管的入口所在的高度低于所述泵的抽吸口的高度。
[16]优选地，所述供应装置包括供应管道，所述供应管道把所述液体回路连接到所述能量产生设施。
[17]有利地，所述供应管道在所述喷射器的出口和所述容器之间被连接于所述液体回路。在这种情况下，泵应提供的流量有限。而且，不需要在供应管道和容器之间设置一回流管道。
[18]按照一特别的实施方式，所述流体回路包括：在泵下游和供应管道上游的泵调节阀；以及在供应管道下游和喷射器上游的喷射器调节阀。
[19]更好地，供应装置包括：把供应管道连接到容器的回流管道；以及设置在回流管道上、并由设置在供应管道上的压力传感器操控的回流控制阀。
[20]优选地，供应装置包括在喷射器上游被连接到液体回路的排泄泵。
[21]本发明还提出一液化气运输船，其包括至少一液化气罐和一船载的能量产生设施，其特征在于，其包括按照本发明的上述一供应装置，所述供应装置把所述液化气罐连接到所述能量产生设施，以便由所述液化气罐为所述能量产生设施供应燃料。
附图说明
[22]在对本发明的多个特别的实施方式的以下描述中，本发明将更好地被理解，且本发明的其它目的、细节、特征和优点将更清晰地体现出来，所述的多个特别的实施方式参考以下附图仅以示意且非局限性的方式给出。在所述附图中：
[23]-图1是按照本发明第一实施方式的供应装置的运行示意图，
[24]-图2是按照本发明第二实施方式的供应装置的运行示意图，且
[25]-图3是按照本发明第三实施方式的供应装置的局部运行示意图。
具体实施方式
[26]甲烷运输船包括罐，例如罐的数量为四个，密封且绝热，用以储存船载液化气，例如约-160℃的高甲烷含量气体。在船舶后部，设置有一机房，所述机房具有通过燃烧来自罐的气体运行的热机，例如产生蒸汽以供给蒸汽涡轮机以便推动船舶和/或发电的锅炉。
[27]当船舶行驶且其罐装填满时，气体在罐内的自然蒸发通常会产生用以保证机房内机器的运行的大量燃料。以传统的方式，这些蒸发气体被一蒸汽收集器(未示出)收集，其在船舶上甲板上循环。然而，当船舶压舱运行时，也就是在卸载其罐之后，必须泵抽仍保存在一个或多个罐内的液化气余量，以便供给船舶推动系统，且船舶因此配备有如图1所示的供应装置。
[28]图1的供应装置包括设置在罐2底部的液体喷射器12。这类液体喷射器为本领域技术人员所熟知，从而无需对其进行详细描述。示意性地，液体喷射器包括收敛/发散喷管，使作为驱动流的液体流通过所述喷管循环。液体喷射器还包括朝罐底部定向的吸管14，且所述吸管14侧向地通到喷管中。喷管内的驱动流引起液化气穿过吸管14被抽吸，如箭头15所示的。
[29]为了形成驱动流，在罐2的底部设置泵20。泵20的出口被管道24、管道250和管道21连接到喷射器的入口16。对于管道22，该管道22则把喷射器的出口13连接到容器23，所述容器23围绕泵20被设置在罐2内。容器23被设计用来接收来自管道22或来自液体波浪的液化气。容器23具有的容积小于1立方米，且该容器用于临时储存被喷射器12喷射的液体，以便把泵20的抽吸口保持在浸没状态。管道21、22、24、250和容器23因此构成一液体回路，该液体回路能允许驱动流以闭路方式穿过喷射器12。
[30]调节阀25被安装在介于泵20的出口和喷射器12的入口之间的管道250上，用以在管道21内调节驱动液体流。阀25的打开被自动地调节。这样的调节避免了容器23内的液位27下降超过某一阈值，下降超过某一阈值将引起泵20停止运作及损坏的风险。容器23在功能上构成液体存储器，该液体存储器能保证泵20内的连续输入流，即使例如由于船货在波浪下的运动使喷射器12被暂时浸没，且因此在喷射器12的出口的液化气流不规律。
[31]容器23的存在还因此能降低罐2的充填位，在所述充填位对机器的供给成为可能。事实上，喷射器12能间断地运行，即集引在罐底部来回的每次经过喷射器处的液化气波浪。在图1上，罐2中的液位被示出在泵20的抽吸口下方，但是位于吸管14的入口的上方。容器23能保证在该状态下的正确运行，因为容器使液位27保持在泵的抽吸口上方。
[32]供应管道28在泵20的出口和阀25之间连接于管道250上。供应管道28能把在管道250内循环的液化气的一部分引向能量产生设施，所述能量产生设施须在机房5内被供应。为了调节经供应管道28通过的输出流量，所述供应管道28配有流量控制阀29，所述流量控制阀29的打开和关闭根据机器的消耗，并利用箭头30所示的从机房5内的热机的操控装置发出的请求信号加以操控。在阀29的下游，供应管道28通到蒸发器31中，所述蒸发器31用于蒸发液化气，使其以气态形式供给待供应的机器。回流管道32在阀29上游被连接于供应管道28上且通到容器23中。当供应管道28内的压力过高时，回流管道32能令液化气向容器23回流。为此，管道32配备有控制阀33，能根据用于测量管道28内的压力的压力计34的测量信号来调节所述控制阀33。在阀29的上游，一管道35被连接在供应管道28上且通向辅助系统36内。
[33]在运行时，泵20下游的流量由设置在管道24上的阀200加以控制。阀200配备有止回阀201。
[34]为了启动供应装置，可能必须通过泵20以外的另一部件供给液体注射器12。为此，经由用于在终点站排放罐2的管道55的排泄泵54或任何其它泵，通过充填管道40被连接于管道21，所述充填管道40配有充填调节阀410和排泄调节阀540。阀41和540分别配备有止回阀门410、541。
[35]所描述的装置能允许由船舶的一个或多个罐2供应燃料。在第二种情况下，一泵20、一容器23和一液体喷射器12类似地被安设在每个所使用的罐内。
[36]图2示出供应装置的另一实施方式。在该图上，使用相同的附图标号来表示与图1实施方式中的相应元件相同的或类似的元件。
[37]在图2的实施方式中，喷射器12和泵20的位置与图1相比是相反的：泵20位于喷射器12的上游。泵20依然用来令液体循环，但正是被喷射器12压送的流量，通过供应管道28被用来供应能量产生装置。多余流量通过管道250和21回到容器23中，且保证足以避免泵20停止运行的液位。
[38]相对于图1的实施方式，泵需要压送的流量更小。事实上，泵仅须提供足以使喷射器运行所需的流量，而在图1的实施方式中，泵应当另外为供应管道28提供一流量。
[39]在该实施方式中，传感器34还能调节蒸发器31上游的压力，在此情况下，传感器作用于阀25。管道250和21还能起回流管道的作用，且不需要设置如图1和图3的实施方式中的管道32的一特别管道。
[40]在未示出的一变型中，一分相器被设置在喷射器12的下游。
[41]图3局部地示出供应装置的另一实施方式。在该图上，使用相同的附图标号来指示与图1实施方式中的相应元件相同的或类似的元件。
[42]在图3的实施方式中，喷射器12被设置在容器23中。喷射器的吸管14位于容器23的底部且通到罐2中。喷射器的出口13使自由泵送到容器23内的液体流出。在所述实施方式中，容器23和喷射器12可以组合成待安装在罐2内的唯一零件的方式被实现。
[43]尽管已经结合多个特别的实施方式描述本发明，但显然，本发明完全不是局限性的，且本发明包括所有属于本发明范围的与被描述装置等同的技术及技术结合。