船只以及用于船只的蒸发气体处理系统和方法

摘要

本发明公开了一种船只以及用于船只的蒸发气体处理系统和方法，其使用己从储罐排放且压缩过的气体的一部分作为燃料用于船舶的发动机并且通过使用从储罐中新排放的蒸发气体的冷能来液化剩余部分以便使剩余部分返回到储罐，由此允许有效地使用蒸发气体。其中，用于在船只的蒸发气体处理系统，包括：压缩构件，其用于接收和压缩从储罐排放的蒸发气体；中压气体发动机，其用于接收通过压缩构件压缩的蒸发气体的至少一部分作为燃料；热交换构件，其用于在尚未作为燃料供应到中压气体发动机的剩余的蒸发气体与已经从储罐排放且尚未被压缩的蒸发气体上执行热交换；以及膨胀构件，其用于将通过热交换构件冷却的剩余的蒸发气体进行减压。

权利要求

1.一种用于船只的蒸发气体处理系统，其处理从储存液化气的储罐排放的蒸发气体，所述蒸发气体处理系统包括：压缩机，其经配置以压缩从所述储罐排放的所述蒸发气体；

中压气体发动机，其经配置以接收通过所述压缩机压缩的所述蒸发气体的至少一部分作为燃料；

热交换器，其经配置以在其它蒸发气体与从所述储罐排放且并不压缩的所述蒸发气体之间交换热量，其中所述其它蒸发气体并不供应到所述中压气体发动机作为燃料；以及膨胀构件，其经配置以将通过所述热交换器热交换的所述其它蒸发气体进行减压，其中所述压缩机包含：蒸发气体压缩机，其经配置以将从所述储罐排放的所述蒸发气体压缩到所述中压气体发动机所必需的压力；以及增压压缩机，其经配置以进一步压缩并不供应到所述中压气体发动机的所述其它蒸发气体，其中所述增压压缩机将所述其它蒸发气体压缩到80到250巴而使所述其它蒸发气体处于超临界状态，其中在通过所述膨胀构件时减压且变为气液混合状态的所述其它蒸发气体的气体组分加入从所述储罐排放且将供应到所述热交换器的所述蒸发气体，其中在通过所述热交换器与从所述储罐排放且并不压缩的所述蒸发气体之间交换热量以及通过所述膨胀构件减压使所述其它蒸发气体液化时，未使用包括单独制冷剂的再液化设备。

2.根据权利要求1所述的蒸发气体处理系统，其中所述蒸发气体压缩机是离心式多级压缩机。

3.根据权利要求1所述的蒸发气体处理系统，其中所述蒸发气体压缩机将所述蒸发气体压缩到5到20巴。

4.根据权利要求1所述的蒸发气体处理系统，其中所述增压压缩机是往复式多级压缩机。

5.根据权利要求1所述的蒸发气体处理系统，其中根据所述中压气体发动机的负载，供应到所述中压气体发动机的所述蒸发气体的量被确定为在从所述储罐排放的所述蒸发气体的30到70％的范围内。

6.根据权利要求1所述的蒸发气体处理系统，其中在通过所述膨胀构件时减压且变为气液混合状态的所述其它蒸发气体的气体组分在通过另一膨胀构件时进一步减压并且加入供应到所述热交换器的所述蒸发气体。

7.根据权利要求1所述的蒸发气体处理系统，其中在通过所述膨胀构件时减压且变为气液状态的所述其它蒸发气体的液体组分返回到所述储罐。

8.根据权利要求1所述的蒸发气体处理系统，其进一步包括强制气化器，所述强制气化器经配置以强制性地气化储存在所述储罐中的所述液化气，并且将经强制性地气化的所述液化气供应到所述压缩机。

9.根据权利要求1所述的蒸发气体处理系统，其进一步包括蒸发气体消费者，所述蒸发气体消费者经配置以接收和使用通过所述压缩机压缩的所述蒸发气体。

10.根据权利要求9所述的蒸发气体处理系统，其中所述蒸发气体消费者是集成式惰性气体生成器/气体燃烧单元系统、气体燃烧单元和燃气涡轮机中的一个或多个。

11.一种用于船只的蒸发气体处理方法，其处理从储存液化气的储罐排放的蒸发气体，所述蒸发气体处理方法包括：压缩从所述储罐排放的所述蒸发气体；

用在压缩步骤中压缩的所述蒸发气体的至少一部分作为燃料供应中压气体发动机，其中在蒸发气体的生成量相对较小的压载状况中，根据所述中压气体发动机所必需的燃料的量强制性地气化储存在所述储罐中的所述液化气，且将经强制性地气化的所述液化气供应到所述压缩步骤；

在并不作为燃料供应到所述中压气体发动机的其它蒸发气体与从所述储罐排放且并不压缩的所述蒸发气体之间交换热量；以及对在热交换步骤中热交换的所述其它蒸发气体进行减压，

其中在所述压缩步骤中，更包括将所述其它蒸发气体压缩到80到250巴而使所述其它蒸发气体处于超临界状态，其中被减压且变为气液混合状态的所述其它蒸发气体的气体组分加入从所述储罐排放且将与所述其它蒸发气体交换热量的所述蒸发气体，其中在与并不压缩的所述蒸发气体之间交换热量以及进行减压使所述其它蒸发气体液化时，未使用包括单独制冷剂的再液化设备。

12.根据权利要求11所述的蒸发气体处理方法，其中被减压且变为气液混合状态的所述其它蒸发气体的液体组分返回到所述储罐。

13.根据权利要求11所述的蒸发气体处理方法，其中所述热交换步骤进一步包括在热交换之前对在所述压缩步骤中压缩的所述蒸发气体进行额外压缩。

14.根据权利要求11所述的蒸发气体处理方法，其进一步包括：在蒸发气体的生成量相对较大的满载状况中，将在所述压缩步骤中压缩的所述蒸发气体的一部分供应到所述中压气体发动机，并且进一步压缩并不供应到所述中压气体发动机的所述其它蒸发气体，并且将经进一步压缩的所述蒸发气体供应到所述热交换步骤。

15.一种船只，其包含：储罐，其储存液化气；以及中压气体发动机，其使用储存在所述储罐中的所述液化气作为燃料，所述船只包括：根据权利要求1所述的蒸发气体处理系统，

其中所述船只通过所述中压气体发动机生成电力，所述中压气体发动机包含于所述蒸发气体处理系统中并且接收从所述储罐排放的所述蒸发气体作为燃料，并且是使用电机推动的。

说明书

船只以及用于船只的蒸发气体处理系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于船只的蒸发气体处理系统和方法，并且更确切地说，涉及用于船只的蒸发气体处理系统和方法，其中从储罐排放的蒸发气体被压缩，大部分的蒸发气体用作船只发动机的燃料，并且其它蒸发气体中的一部分通过从储罐中新排放的蒸发气体的冷能而液化并且返回到储罐，由此有效地利用蒸发气体。

背景技术

[0002] 近年来，例如液化天然气(Liquefied Natural Gas；LNG)或液化石油气(Liquefied Petroleum Gas；LPG)的液化气的消耗在全世界已经快速增加。液化气以气体状态通过岸上或离岸气体管道输送，或在以液化状态储存在液化气运输船内时输送到遥远的消耗场所。例如LNG或LPG的液化气通过将天然气或石油气冷却到低温温度(在LNG的情况下约-163℃)而获得。由于相比于气体状态液化气的体积显著减小，所以液化气非常适合于长距离的海洋运输。

[0003] 例如LNG运输船的液化气运输船被设计为装载液化气、航行跨越海洋，并且在岸上消耗场所卸载液化气。为此目的，液化气运输船包含储罐(也被称为“货舱”)，其可以承受液化气的低温温度。

[0004] 由于天然气的液化温度在环境压力下是-163℃的低温温度，所以LNG很可能发生气化甚至当LNG的温度在环境压力下是略微地高于-163℃时也是如此。在常规的LNG运输船的情况下，尽管LNG储罐是热绝缘的，但是外部热量连续地传送到LNG。因此，在通过LNG运输船运输LNG期间，LNG是在LNG储罐内连续地气化的并且在LNG储罐内生成蒸发气体(在下文中，被称作BOG；Boil OffGas)。

[0005] 所生成的天然气可能会由于船只的摇荡而增大储罐的内部压力并且加快天然气的流动，导致结构问题。因此，有必要抑制蒸发气体的生成。

[0006] 另外，由于蒸发气体是LNG的损失，所以就运输效率而言蒸发气体的抑制或再液化是非常重要的问题。

[0007] 常规地，为了抑制液化气运输船的储罐内的蒸发气体的生成，已经独立地或以组合形式使用一种将蒸发气体从储罐排放并且燃烧蒸发气体的方法，一种将蒸发气体从储罐排放、通过再液化设备使蒸发气体再液化并且使蒸发气体返回到储罐的方法，一种使用蒸发气体作为燃料以用于船只的推进发动机的方法，以及一种通过将储罐的内部压力维持在高水平下来抑制蒸发气体的生成的方法。

[0008] 在配备有蒸发气体再液化设备的常规船只的情况下，储罐内的蒸发气体从储罐排放并且随后通过再液化设备再液化以便维持在适当水平下的储罐的压力。在这种情况下，所排放的蒸发气体在包含制冷周期的再液化设备中通过与冷却到低温温度的制冷剂(例如，氮气、混合制冷剂或类似物)的热交换而再液化，并且再液化的蒸发气体返回到储罐。

[0009] 在配备有双燃料柴油电力(Dual Fuel Diesel Electric；DFDE)推进系统的常规的LNG运输船的情况下，在通过仅一个蒸发气体压缩机和加热处理蒸发气体之后蒸发气体以作为供应到DFDE的燃料的方式消耗，而无需安装再液化设施。因此，当发动机所需的燃料的量小于蒸发气体的生成量时，存在蒸发气体在气体燃烧单元(GCU；Gas Combustion Unit)中燃烧或排放(venting)到大气的问题。

[0010] 尽管配备有再液化设施和低速柴油发动机的常规的LNG运输船可以通过再液化设施处理BOG，但是由于使用氮气的再液化设施的操作复杂性，整个系统的控制是复杂的，并且消耗相当大量的功率。

[0011] 因此，存在对用于有效地处理液化气(包含从储罐中自然地生成的蒸发气体)的系统和方法的连续研究和开发的需求。

发明内容

[0012] 技术问题

[0013] 本发明企图解决上述问题并且涉及用于船只的蒸发气体处理系统和方法，其中从储罐排放的蒸发气体被压缩，大部分的蒸发气体用作船只发动机的燃料，并且其它蒸发气体中的一部分通过从储罐中新排放的蒸发气体的冷能而液化并且返回到储罐，由此有效地利用蒸发气体。

[0014] 技术解决方案

[0015] 根据本发明的一方面，提供一种用于船只的蒸发气体处理系统，所述系统处理从储存液化气的储罐排放的蒸发气体，所述蒸发气体处理系统包含：压缩机，其经配置以压缩从储罐排放的蒸发气体；中压气体发动机，其经配置以接收由压缩机压缩过的蒸发气体的至少一部分作为燃料；热交换器，其经配置以在并不供应到中压气体发动机作为燃料的其它蒸发气体与从储罐排放且未被压缩的蒸发气体之间交换热量；以及膨胀器，其经配置以对通过热交换器热交换的其它蒸发气体进行减压。

[0016] 在本说明书中，术语“中压”应该被视为意味着大约5到20bar的压力，在此压力下作为燃料供应到发动机的蒸发气体被压缩。

[0017] 所述压缩机可以包含：蒸发气体压缩机，其经配置以将从储罐排放的蒸发气体压缩到中压气体发动机所必需的压力；以及增压压缩机，其经配置以进一步压缩并不供应到中压气体发动机的其它蒸发气体。

[0018] 所述蒸发气体压缩机可以是离心式多级压缩机。

[0019] 所述蒸发气体压缩机可以将蒸发气体压缩到5到20巴。

[0020] 所述增压压缩机可以是往复式多级压缩机。

[0021] 所述增压压缩机可以将蒸发气体压缩到80到250巴。

[0022] 根据中压气体发动机的负载，供应到中压气体发动机的蒸发气体的量可以确定为在从储罐排放的蒸发气体的30到70％的范围内。

[0023] 在通过膨胀器时减压且变为气液混合状态的其它蒸发气体的气体组分可以从储罐排放并且加入供应到热交换器的蒸发气体。

[0024] 在通过膨胀器时减压且变为气液混合状态的其它蒸发气体的气体组分可以在通过另一膨胀器时进一步减压并且加入供应到热交换器的蒸发气体。

[0025] 在通过膨胀器时减压且变为气液状态的其它蒸发气体的液体组分可以返回到储罐。

[0026] 所述蒸发气体处理系统可以进一步包含强制气化器，其经配置以强制性地气化储存在储罐中的液化气并且将经强制性地气化的液化气供应到压缩机。

[0027] 所述蒸发气体处理系统可进一步包含蒸发气体消费者，所述蒸发气体消费者经配置以接收和使用通过压缩机压缩的蒸发气体。

[0028] 所述蒸发气体消费者可以是集成式惰性气体生成器(inert gas generator，IGG)/气体燃烧单元(gas combustion unit，GCU)系统、GCU和燃气涡轮机中的一个或多个。

[0029] 根据本发明的另一个方面，提供一种用于船只的蒸发气体处理方法，所述方法处理从储存液化气的储罐中排放的蒸发气体，所述蒸发气体处理方法包含：压缩从所述储罐排放的蒸发气体；向中压气体发动机供应蒸发气体的至少一部分作为燃料，所述蒸发气体的至少一部分是在压缩步骤中压缩的；在并不供应到中压气体发动机作为燃料的其它蒸发气体与从所述储罐排放且并不压缩的蒸发气体之间交换热量；以及对在热交换步骤中热交换的其它蒸发气体进行减压。

[0030] 减压且变为气液混合状态的其它蒸发气体的气体组分可以加入从储罐排放的蒸发气体。

[0031] 减压且变为气液混合状态的其它蒸发气体的气体组分可以返回到储罐。

[0032] 热交换步骤可进一步包含在热交换之前对在压缩步骤中压缩的蒸发气体进行额外的压缩。

[0033] 所述蒸发气体处理方法可进一步包含：根据在压载状况中中压气体发动机所必需的燃料的量强制性地气化储存在储罐中的液化气，在压载状况中蒸发气体的生成量相对较小；以及将强制性地气化的液化气供应到压缩步骤。

[0034] 在蒸发气体的生成量相对较大的满载状况中，在压缩步骤中压缩的蒸发气体的一部分可以供应到中压气体发动机，并且并不供应到中压气体发动机的其它蒸发气体可以进一步压缩并且供应到热交换步骤。

[0035] 根据本发明的另一个方面，提供船只，所述船只包含：储罐，其储存液化气；以及中压气体发动机，其使用储存在所述储罐中的液化气作为燃料，所述船只包含：上述蒸发气体处理系统，其中所述船只通过所述中压气体发动机生成电力，所述中压气体发动机包含于蒸发气体处理系统中并且接收从储罐排放的蒸发气体作为燃料，并且是使用电机推动的。

[0036] 根据本发明的另一个方面，提供一种用于制造船只的方法，所述船只包含：储罐，其经配置以储存液化气；压缩机，其经配置以对从储存在储罐中的液化气中生成的蒸发气体进行压缩，方法是从储罐中排放蒸发气体；以及中压气体发动机，其经配置以使用由所述压缩机压缩的蒸发气体作为燃料，其中增压压缩机经配置以进一步压缩由所述压缩机压缩的蒸发气体；热交换器，其经配置以冷却由所述增压压缩机进一步压缩的蒸发气体，方法是与从储罐排放的蒸发气体进行热交换；膨胀器，其经配置以对由热交换器冷却的蒸发气体进行减压；气液分离器，其经配置以将由膨胀器减压并且变为气液混合状态的蒸发气体分成气体组分和液体组分；以及蒸发气体再循环管线，其经配置以使由所述气液分离器分开的气体组分加入从额外安装在船只中的储罐排放的蒸发气体。

[0037] 所述增压压缩机可经配置以进一步压缩其它蒸发气体，所述其它蒸发气体是从储罐中排放的蒸发气体当中由压缩机压缩的且并不供应到中压气体发动机。

[0038] 所述压缩机可以是离心式多级压缩机。

[0039] 所述压缩机可以将蒸发气体压缩到5到20巴。

[0040] 所述增压压缩机可以是往复式多级压缩机。

[0041] 所述增压压缩机可以将蒸发气体压缩到80到250巴。

[0042] 根据中压气体发动机的负载，供应到中压气体发动机的蒸发气体的量可以确定为在从储罐排放的蒸发气体的30到70％的范围内。

[0043] 在通过膨胀器时减压且变为气液混合状态的其它蒸发气体的气体组分可以从储罐排放并且加入供应到热交换器的蒸发气体。

[0044] 在通过膨胀器时减压且变为气液混合状态的其它蒸发气体的气体组分可以在通过另一膨胀器时进一步减压并且加入供应到热交换器的蒸发气体。

[0045] 在通过膨胀器时减压且变为气液状态的其它蒸发气体的液体组分可以返回到储罐。

[0046] 所述船只可进一步包含强制气化器，其经配置以强制性地气化储存在储罐中的液化气并且将经强制性地气化的液化气供应到压缩机。

[0047] 所述船只可进一步包含蒸发气体消费者，所述蒸发气体消费者经配置以接收和使用通过压缩机压缩的蒸发气体。

[0048] 所述蒸发气体消费者可以是IGG/GCU系统、GCU和燃气涡轮机中的一个或多个。

[0049] 在蒸发气体的生成量相对较小的压载状况中，根据中压气体发动机所必需的燃料的量可以强制性地气化储存在储罐中的液化气，并且强制性地气化的液化气可以供应到压缩机。

[0050] 在蒸发气体的生成量相对较大的满载状况中，在压缩步骤中压缩的蒸发气体的一部分可以供应到中压气体发动机，并且并不供应到中压气体发动机的其它蒸发气体可以进一步压缩并且供应到热交换器。

[0051] 有利效果

[0052] 根据本发明的蒸发气体处理系统和方法，在对从储罐中排放的蒸发气体加压之后压缩的蒸发气体的一部分可以作为燃料供应到船只发动机并且其它压缩过的蒸发气体可以从储罐中新排放以通过在压缩之前由蒸发气体的冷能液化而将其返回到储罐。

[0053] 因此，根据本发明的蒸发气体处理系统以及方法，从储罐生成的蒸发气体可在不安装消耗大量能量且需要过量初始安装成本的再液化设备的情况下再液化，由此节省再液化设备中消耗的能量。

[0054] 根据本发明的蒸发气体处理系统和方法，在LNG运输船中在货物(即，LNG)的运输期间生成的全部蒸发气体可以用作发动机的燃料，或者可以再液化、返回到储罐，并且储存在其中。因此，在GCU或类似物中消耗的蒸发气体的量可减少。此外，可通过再液化来处理蒸发气体，而不使用单独的制冷剂，例如氮气。

[0055] 另外，在根据本发明的蒸发气体处理系统和方法中，因为没有必要安装使用单独制冷剂的再液化设备(也就是说，氮气制冷剂制冷循环、混合制冷剂制冷循环等)，所以不必单独安装用于供应和储存制冷剂的设施。因此，有可能节省用于配置整个系统的初始安装成本和操作成本。

附图说明

[0056] 图1是说明根据本发明的第一实施例的用于船只的蒸发气体处理系统的示意性配置图，

[0057] 图2是说明根据本发明的第二实施例的用于船只的蒸发气体处理系统的示意性配置图，

[0058] 图3是说明其中根据本发明的第一实施例的蒸发气体处理系统连同燃料气供应系统一起使用的状态的示意性配置图，

[0059] 图4是说明根据本发明的第三实施例的用于船只的蒸发气体处理系统的示意性配置图，

[0060] 图5是说明根据本发明的第四实施例的用于船只的蒸发气体处理系统的示意性配置图，以及

[0061] 图6是说明根据本发明的第五实施例的用于船只的蒸发气体处理系统的示意性配置图。

具体实施方式

[0062] 国际海事组织(International Maritime Organization)管制船舶的废气之中的氮氧化物(NOX)和硫氧化物(SOX)的排放，并且还尝试管制二氧化碳(CO2)的排放。具体而言，对氮氧化物(NOX)和硫氧化物(SOX)进行管制的问题在1997年由预防船只的海洋污染(MARPOL；The Prevention ofMarine Pollution from Ships)草案提出。在漫长的八年之后，所述草案在2005年5月满足了实行需求并且生效。当前，所述管制以强制性规定的形式生效。

[0063] 因此，为了满足此类规定，已经引入多种方法来减少氮氧化物(NOX)的排放。作为这些方法中的一种，已开发并使用用于LNG运输船的高压天然气喷射式发动机，例如MEGI发动机。与相同功率的柴油机相比，ME-GI发动机可减少污染物(二氧化碳23％，氮化合物80％，硫化合物95％或更多)的排放，因此被视为环保的下一代发动机。

[0064] 这种MEGI发动机可以安装在船只中，例如，在将LNG储存在能够抵抗低温温度的储罐中时运输LNG的LNG运输船。(如本文所用，术语船只包含LNG运输船；LNG RV以及离岸厂，例如LNG FPSO和LNG FSRU)。在这种情况下，MEGI发动机使用天然气作为燃料并且取决于其负载而需要约150到400bara(绝对压力)的高压以用于气体供应。

[0065] MEGI可以直接连接到螺旋桨以用于推进。为此目的，MEGI发动机配备有以低速旋转的2冲程发动机。也就是说，MEGI发动机是低速2冲程高压天然气喷射式发动机。

[0066] 另外，为了减少氮氧化物的排放，已经开发并且使用利用柴油与天然气的混合物作为燃料的DF发动机(例如DFDG；双燃料柴油发电机)以用于推进或发电。DF发动机是燃烧石油与天然气的混合物或可以选择性地使用由石油和天然气中的一个作为燃料的发动机。由于硫的含量小于在仅使用石油作为燃料的情况下的硫的含量，因此废气中氧化硫的含量较小。

[0067] DF发动机不必类似于MEGI发动机在高压下供应燃料气，并且仅需要在将燃料气压缩到大约几到几十bara之后供应燃料气。DF发动机通过经由发动机的驱动力驱动发电机而获得功率。此功率可用于驱动推进电机或操作多种设备或设施。通过使用DF发动机获得功率的推进或发电系统被称作DFDE(Dual Fuel Diesel Electric)系统。

[0068] 当供应天然气作为燃料时，在MEGI发动机的情况下不必要匹配甲烷值，但是在DF发动机的情况下有必要匹配甲烷值。

[0069] 当加热LNG时，具有相对低液化温度的甲烷组分优先气化。因此，由于蒸发气体的甲烷含量较高，所以蒸发气体可以直接作为燃料供应到DF发动机。然而，由于LNG的甲烷含量与蒸发气体的甲烷含量相比相对较低，所以LNG的甲烷值低于DF发动机中所需的甲烷值。构成LNG的烃类组分(甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等等)的比率根据产生区域而有所不同。因此，它实际上不适合于使液化天然气气化且随后将气化的液化天然气供应到DF发动机作为燃料。

[0070] 为了调节甲烷值，与甲烷相比具有更高液化温度的重烃(HHC；Heavy Hydrocarbon)组分可以通过强制性地气化液化天然气并降低液化天然气的温度而液化并且去除。在调节甲烷值之后，根据发动机中所需的温度条件有可能对具有调节过的甲烷值的天然气进行额外加热。

[0071] 因为使用天然气作为燃料的船只发动机已经被开发出来并且安装在船只上，所以存在将储罐安装在船只中以便储存液化天然气作为燃料的需求。

[0072] 配备有能够储存低温液化气的储罐的海洋结构的实例可以包含：船只，例如，液化气运输船和LNG再气化船只(LNGRegasification Vessel；LNGRV)；或结构，例如，LNG浮式储存和再气化单元(LNG Floating Storage and Regasification Unit；LNG FSRU)、LNG浮式和再气化单元(LNGFloating andRegasificafion Unit；LNGFRU)，LNG浮式、生产、储存和卸载(LNG Floating，Production，Storage and Off-loading；LNG FPSO)、浮式储存发电厂(Floating Storage PowerPlant；FSPP)，以及安装在驳船上的发电厂(Barge Mounted PowerPlant；BMPP)。

[0073] LNG RV为配备有液化天然气再气化设施的自行推动的可浮式LNG运输船，且LNG FSRU为储存从远离陆地的海上的LNG运输船卸载的液化天然气且在必要时通过使液化天然气气化来将液化天然气供应到离岸消费者的海洋结构。LNG FRU是不具有储存功能并且当与单独储罐协作使用时通过使液化天然气气化来将液化天然气供应到陆上消费者的海洋结构。LNG FPSO是在海洋上精炼所提取的LNG、在直接液化之后将LNG储存在储罐中，并且视需要将液化天然气运送到LNG运输船的海洋结构。FSPP是配备有在漂浮在海洋上的船体中的LNG储罐和发电设施且在海洋上发电的结构。BMPP是配备有发电设施以在海洋上产生电力的结构。

[0074] 如本文所使用，术语船只是包含例如LNG运输船的液化气运输船和例如LNG RV、LNG FPSO、LNG FSRU、LNG FRU、FSPP和BMPP的结构的概念。

[0075] 在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例的配置和操作。另外，以下实施例可以多种形式修改并且并非意图限制本发明的范围。

[0076] 图1是说明根据本发明的第一实施例的用于船只的蒸发气体处理系统的配置图。

[0077] 虽然图1说明其中本发明的蒸发气体处理系统应用于配备有高压天然气喷射式发动机(例如，MEGI发动机)作为能够使用天然气作为燃料的船只发动机的LNG运输船的实例，但是本发明的蒸发气体处理系统也可以应用于任何类型的船只(LNG运输船、LNG RV等等)和海洋厂(FSPP、BMPP、LNGFRU、LNGFPSO、LNGFSRU等等)，其中安装有液化气储罐。

[0078] 在用于根据本发明的第一实施例的船只的蒸发气体处理系统中，从储存液化气的储罐11中生成且排放的蒸发气体(BOG)沿着蒸发气体供应管线L1传送、在蒸发气体压缩机13中压缩，并且随后供应到高压天然气喷射式发动机，例如MEGI发动机。蒸发气体在大约
150到400bara的高压下由蒸发气体压缩机13进行压缩，并且随后作为燃料被供应到高压天然气喷射式发动机，例如MEGI发动机。

[0079] 储罐具有密封和绝热壁以便在低温状态中储存例如LNG的液化气，但是无法理想地阻止热量从外面传送。因此，液化气在储罐11内连续地气化。为了将蒸发气体的压力维持在适当水平下，蒸发气体从储罐11中通过蒸发气体排放管线L1排放。

[0080] 排放泵12安装在储罐11内，以便在必要时将LNG排放到储罐的外部。

[0081] 蒸发气体压缩机13可以包含一个或多个压缩缸14和用于冷却温度升高的蒸发气体的一个或多个中间冷却器15。蒸发气体压缩机13可经配置以将蒸发气体压缩到例如大约301bara。虽然图1说明包含五个压缩缸14和五个中间冷却器15的往复式多级蒸发气体压缩机13，但是在必要时压缩缸的数目和中间冷却器的数目可以改变。另外，多个压缩缸可以布置在单个压缩机内，并且多个压缩机可以串联连接。

[0082] 在蒸发气体压缩机13中压缩的蒸发气体通过蒸发气体供应管线L1被供应到高压天然气喷射式发动机。根据高压天然气喷射式发动机所需的燃料的量，压缩的蒸发气体的全部或部分可以供应到高压天然气喷射式发动机。

[0083] 另外，根据本发明的第一实施例，当从储罐11中排放并且在蒸发气体压缩机13中压缩的蒸发气体(也就是说，从储罐排放的全部蒸发气体)是第一流时，在压缩之后蒸发气体的第一流可以分成第二流和第三流。第二流可以作为燃料供应到高压天然气喷射式发动机，并且第三流可以液化并且返回到储罐。

[0084] 此时，第二流通过蒸发气体供应管线L1被供应到高压天然气喷射式发动机。第三流通过蒸发气体回流管线L3返回到储罐11。热交换器21安装在蒸发气体回流管线L3中以便液化压缩的蒸发气体的第三流。在热交换器21中压缩的蒸发气体的第三流与从储罐11排放的蒸发气体的第一流交换热量并且随后供应到蒸发气体压缩机13。

[0085] 由于在压缩之前蒸发气体的第一流的流动速率大于第三流的流动速率，所以可以通过在压缩之前接收来自蒸发气体的第一流的冷能来冷却压缩过的蒸发气体的第三流。因此，在热交换器21中，高压状态的蒸发气体是通过在紧接在从储罐11中排放之后的低温温度的蒸发气体与在蒸发气体压缩机13中压缩的高压状态的蒸发气体之间的热交换冷却的(也就是说，至少部分液化)。

[0086] 在热交换器21中液化的蒸发气体(LBOG)在通过膨胀阀22时被减压，并且以气液混合状态供应到气液分离器23。LBOG可以在通过膨胀阀22时减压到近似大气压。至少部分液化的蒸发气体在气液分离器23中被分成气体和液体组分。液体组分(即，LNG)通过蒸发气体回流管线L3传送到储罐11，并且气体组分(即蒸发气体)通过蒸发气体再循环管线L5从储罐11排放并且加入将供应到蒸发气体压缩机13的蒸发气体。更确切地说，蒸发气体再循环管线L5从气液分离器23的上端延伸并且连接到与蒸发气体供应管线L1中的热交换器21相比的更上游侧。

[0087] 除返回到储罐11之外，液体组分可以供应到且存储于单独的罐中(未图示)。此外，系统可以经配置使得替代于在气液分离器23中将蒸发气体分成液体组分和气体组分，膨胀的蒸发气体直接返回到储罐11而无需通过气液分离器23(也就是说，在系统中不包含气液分离器)。

[0088] 为说明的方便起见，已经描述热交换器21安装在蒸发气体回流管线L3中，但是热交换器21可以安装在蒸发气体供应管线L1中，因为热交换实际上在通过蒸发气体供应管线L1传送的蒸发气体的第一流与通过蒸发气体回流管线L3传送的蒸发气体的第三流之间执行。

[0089] 已经描述在热交换器21中冷却和液化于蒸发气体压缩机13中压缩的蒸发气体。然而，当在蒸发气体压缩机13中压缩的蒸发气体处于高温和高压时，供应到热交换器21的蒸发气体可处于超临界状态，此状态中无法区分气体或液体。因此，严格来说，当根据蒸发气体的压力和温度条件通过减压构件来降低压力时，蒸发气体可变为液体(或至少部分液体)状态，其中所述减压构件例如是安装于热交换器21下游的膨胀阀22。在本说明书中，应该将表达“蒸发气体在热交换器21中液化”视作意味着包括以下两种状况：蒸发气体在热交换器中冷却和液化的状况；以及蒸发气体在热交换器中冷却且接着在减压构件中减压，因此蒸发气体变为液体(或至少部分液体)状态的状况。

[0090] 另一膨胀阀24可以进一步安装在蒸发气体再循环管线L5中。因此，从气液分离器23中排放的气体组分可以在通过膨胀阀24的同时得到减压。另外，冷却器25安装在蒸发气体再循环管线L5中以便通过在热交换器21中液化且供应到气液分离器23的蒸发气体的第三流与从气液分离器23中分离并且通过蒸发气体再循环管线L5传送的气体组分之间的热交换进一步冷却第三流。也就是说，冷却器25通过低压低温气体状态下的天然气额外冷却高压液体状态下的蒸发气体。

[0091] 为说明的方便起见，已经描述冷却器25安装在蒸发气体再循环管线L5中，但是冷却器25可以安装在蒸发气体回流管线L3中，因为热交换实际上在通过蒸发气体回流管线L3传送的蒸发气体的第三流与通过蒸发气体再循环管线L5传送的气体组分之间执行。

[0092] 可以省略冷却器25。在省略冷却器25的情况中，再液化效率可以略微地减小，但是可以节省冷却器的安装成本并且可以简化管路布置和系统操作，由此增大操作效率。

[0093] 同时，当预期的是因为在储罐11中生成的蒸发气体的量大于高压天然气喷射式发动机所需的燃料的量而将生成过剩的蒸发气体时，在蒸发气体压缩机13中已经被压缩或正在逐步地被压缩的蒸发气体通过蒸发气体支线L7，L8分支并且随后用于蒸发气体消耗构件中。蒸发气体消耗构件的实例可以包含GCU、DF生成器(DFDG)和燃气涡轮机，其中的每一个可以使用具有与MEGI发动机相比相对较低压力的天然气作为燃料。

[0094] 如上文所述，在根据本发明的第一实施例的蒸发气体处理系统和方法中，在LNG运输船中在货物的运输期间生成的蒸发气体(即，LNG)可用作发动机的燃料或者可以再液化、返回到储罐并且储存在其中。因此，在GCU或类似物中消耗的蒸发气体的量可减少或去除。此外，可以通过再液化处理蒸发气体，而无需安装使用例如氮气的单独的制冷剂的再液化设备。

[0095] 另外，在根据本发明的第一实施例的蒸发气体处理系统和方法中，因为没有必要安装使用单独制冷剂的再液化设备(也就是说，氮气制冷剂制冷循环、混合制冷剂制冷循环等)，所以不必单独安装用于供应和储存制冷剂的设施。因此，有可能节省用于配置整个系统的初始安装成本和操作成本。

[0096] 图2是说明根据本发明的第二实施例的用于船只的蒸发气体处理系统的示意性配置图。

[0097] 根据第二实施例的蒸发气体处理系统不同于根据第一实施例的蒸发气体处理系统之处在于，在当MEGI发动机或DF生成器所必需的蒸发气体的量大于在储罐中自然地生成的蒸发气体的量时的强制气化之后可以使用LNG。在下文中，仅将更详细地描述与第一实施例的蒸发气体处理系统的差异。

[0098] 根据本发明的第二实施例的用于船只的蒸发气体处理系统与根据第一实施例的蒸发气体处理系统实质上一致，在于从储存液化气的储罐11中生成且排放的蒸发气体(BOG)沿着蒸发气体供应管线L1传送、在蒸发气体压缩机13中压缩，并且随后供应到高压天然气喷射式发动机，例如，MEGI发动机，或者当在蒸发气体压缩机13中为多级压缩的时蒸发气体供应到DF发动机(DF生成器)并且随后用作其中的燃料。

[0099] 然而，根据第二实施例的蒸发气体处理系统包含强制气化管线L11，使得当在高压天然气喷射式发动机或DF发动机中作为燃料所需的蒸发气体的量大于在储罐11中自然地生成的蒸发气体的量时，储存在储罐11中的LNG可以在强制气化器31中气化并且随后供应到蒸发气体压缩机13。

[0100] 当如在第二实施例中提供强制气化管线L11时，甚至当生成少量蒸发气体时燃料可以稳定地供应，这是因为少量的LNG储存在储罐中，或在多种发动机中作为燃料所需的蒸发气体的量大于在储罐中自然地生成的蒸发气体的量。

[0101] 图3是说明根据本发明的蒸发气体处理系统连同用于将燃料供应到发动机的燃料气供应系统一起使用的状态的示意性配置图。

[0102] 图3说明根据本发明的第一实施例的图1的蒸发气体处理系统与燃料气供应系统组合的状态，但是根据本发明的第二实施例的蒸发气体处理系统可以用于与燃料气供应系统组合。

[0103] 根据本发明的如图3中所说明的用于船只的燃料气供应系统包含高压天然气喷射式发动机(例如，MEGI发动机)作为主发动机；以及DF发动机(DF生成器：DFDG)作为副发动机。一般而言，主发动机用于推进以导航船只，并且副发动机用于发电以向安装在船只中的多种设备和设施供电。然而，本发明不限于主发动机和副发动机的目的。可以安装多个主发动机和多个副发动机。

[0104] 根据本发明的用于船只的燃料气供应系统经配置使得储存在储罐11中的天然气(也就是说，气体状态的BOG和液体状态的LNG)可以作为燃料供应到发动机(也就是说，充当主发动机的MEGI发动机和充当副发动机的DF发动机)。

[0105] 为了供应气体状态的BOG作为燃料气，根据本实施例的燃料气供应系统包含：主BOG供应管线L1，其充当BOG供应管线以将储存在储罐11中的BOG供应到主发动机；以及从主BOG供应管线L1分支出来的副BOG供应管线L8以将BOG供应到副发动机。主BOG供应管线L1具有与图1和图2的BOG供应管线L1相同的配置。然而，在参考图3给出的描述中，此BOG供应管线被称作主BOG供应管线L1以便与用于DF发动机的BOG供应管线(也就是说，副BOG供应管线L8)进行区分。

[0106] 为了供应液体状态的LNG作为燃料气，根据本实施例的燃料气供应系统包含：主LNG供应管线L23，其用于向主发动机供应储存在储罐11中的LNG；以及从主LNG供应管线L23分支出来的副LNG供应管线L24以向副发动机供应LNG。

[0107] 根据本实施例，用于压缩BOG的蒸发气体压缩机13安装在主BOG供应管线L1中，并且用于压缩LNG的高压泵43安装在主LNG供应管线L23中。

[0108] 在储罐11(储存液化气并且通过BOG排放阀41排放)中生成且排放的蒸发气体(BOG)沿着主BOG供应管线L1传送，在蒸发气体压缩机13中压缩，并且随后供应到高压天然气喷射式发动机，例如，MEGI发动机。蒸发气体在大约150到400 bara的高压下通过蒸发气体压缩机13压缩并且随后供应到高压天然气喷射式发动机。

[0109] 储罐11具有密封和绝热壁以便在低温状态中储存例如LNG的液化气，但是无法理想地阻止热量从外面传送。因此，液化气在储罐11内连续气化，并且储罐内的蒸发气体排出以便将蒸发气体的压力维持在适当水平下。

[0110] 蒸发气体压缩机13可以包含一个或多个压缩缸14和用于冷却温度升高的蒸发气体的一个或多个中间冷却器15。蒸发气体压缩机13可经配置以将蒸发气体压缩到例如大约301 bara。虽然图1说明包含五个压缩缸14和五个中间冷却器15的多级蒸发气体压缩机13，但是压缩缸的数目以及中间冷却器的数目可以视需要改变。另外，多个压缩缸可以布置在单个压缩机内，并且多个压缩机可以串联连接。

[0111] 在蒸发气体压缩机13中压缩的蒸发气体通过主BOG供应管线L1供应到高压天然气喷射式发动机。根据高压天然气喷射式发动机所需的燃料的量，压缩的蒸发气体的全部或部分可以供应到高压天然气喷射式发动机。

[0112] 用于将燃料气供应到副发动机(也就是说，DF发动机)的副BOG供应管线L8从主BOG供应管线L1分支出来。更确切地说，副BOG供应管线L8从主BOG供应管线L1分支出来，使得蒸发气体可以在蒸发气体压缩机13中被多级压缩的过程中分支。虽然图1说明2级压缩的BOG发生分支且BOG的一部分通过副BOG供应管线L8供应到副发动机，但是这仅是示例性的。

[0113] 充当副发动机的DF发动机(例如，DFDG)所需的压力低于MEGI发动机所需的压力。因此，当在高压下压缩的BOG在蒸发气体压缩机13的后端分支时，它是效率低下的，这是因为BOG的压力同样需要得到降低并且随后供应到副发动机。

[0114] 如上文所述，如果LNG被加热，那么具有相对低液化温度的甲烷组分优选地气化。因此，由于蒸发气体的甲烷含量较高，所以蒸发气体可以直接作为燃料供应到DF发动机。因此，用于调节甲烷值的单独设备不必安装在主BOG供应管线和副BOG供应管线中。

[0115] 同时，当预期因为在储罐11中生成的蒸发气体的量大于主发动机以及副发动机所需的燃料的量而生成过剩的蒸发气体时，蒸发气体可以通过本发明的蒸发气体处理系统而再液化且回流到储罐。

[0116] 当蒸发气体超过再液化容量生成时，在蒸发气体压缩机13中已经被压缩或逐步地被压缩的蒸发气体可以通过蒸发气体支线L7分支并且在BOG消耗构件中使用。蒸发气体消耗构件的实例可以包含GCU和燃气涡轮机，其中的每一个可以使用与MEGI发动机相比相对较低压力的天然气作为燃料。如图3中所说明，蒸发气体支线L7可以从副BOG供应管线L8分支出来。

[0117] 由于在蒸发气体压缩机13中压缩且随后通过蒸发气体供应管线L1供应到高压天然气喷射式发动机的蒸发气体的至少一部分通过蒸发气体回流管线L3处理，也就是说，再液化并且返回到储罐11的过程与参考图1和图2所描述的过程相同，所以将省略其详细描述。

[0118] 排放泵12和高压泵43安装在主LNG供应管线L23中。排放泵12安装在储罐11内，并且经配置以将LNG排放到储罐11的外部。高压泵43经配置以将在排放泵12中经初次压缩的LNG二次压缩到MEGI发动机所需的压力。排放泵12可以安装在每个储罐11中。虽然在图3中说明了仅一个高压泵43，但是在必要时可以并联连接多个高压泵。

[0119] 如上文所述，MEGI发动机所必需的燃料气的压力是大约150到400bara(绝对压力)的高压。

[0120] 从通过排放泵12储存液化气的储罐11中排放的LNG沿着主LNG供应管线L23传送并且随后供应到高压泵43。随后，LNG压缩到高压泵43中的高压、供应到气化器44并且在气化器44中气化。气化的LNG作为燃料供应到高压天然气喷射式发动机，也就是说，MEGI发动机。由于MEGI发动机所需的压力处于超临界状态，所以压缩到高压的LNG处于即非气体也非液体的状态。因此，应该将表达“使压缩的LNG在气化器44中气化到高压”视作意味着将在超临界状态中的LNG所述温度提升到高达MEGI发动机所必需的温度。

[0121] 用于将燃料气供应到副发动机(也就是说，DF发动机)的副LNG供应管线L24从主LNG供应管线L23分支出来。更确切地说，副LNG供应管线L24从主LNG供应管线L23分支出来，使得LNG可以在高压泵43中得到压缩之前分支。

[0122] 气化器45、气液分离器26以及加热器27安装在副LNG供应管线L24处以便将作为燃料供应的LNG的甲烷值和温度调节到DF发动机所需的值。

[0123] 如上文所述，由于LNG的甲烷含量相对较低，所以LNG的甲烷值低于DF发动机中所需的甲烷值。构成LNG的烃类组分(甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等等)的比率根据产生区域而有所不同。因此，它实际上不适合于使LNG气化且随后将气化的LNG供应到DF发动机作为燃料。

[0124] 为了调节甲烷值，LNG在加热器45中被加热且部分气化。燃料气部分地气化到一种状态，在所述状态中气体状态(也就是说，天然气)和液体状态(也就是说，LNG)混合以供应到气液分离器46并且分成气体和液体。由于具有高热值的重烃(HHC)组分的气化温度相对较高，所以液体状态的LNG中的重烃组分的比率相对增大且仍然不会在部分地气化的蒸发气体中气化。因此，燃料气的甲烷值可以通过分离气液分离器46中的液体组分而增大，也就是说，通过分离重烃组分。

[0125] 为了获得适当的甲烷值，可以考虑包含于LNG中的烃类组分的比率、发动机中所需的甲烷值等等来调节气化器45中的加热温度。气化器45中的加热温度可以确定在-80℃到-120℃的范围内。在气液分离器46中与燃料气分离的液体组分通过液体组分回流管线L5返回到储罐11。在彼此接合之后，蒸发气体回流管线L3和液体组分回流管线L25可以延伸到储罐11。

[0126] 甲烷值经调节的燃料气通过副LNG供应管线L24供应到加热器47、进一步加热到副发动机中所需的温度，并且随后作为燃料供应到副发动机。举例来说，当副发动机是DFDG时，所需的甲烷值大体上是80或更大。举例来说，在一般LNG(通常，甲烷：89.6％，氮气：0.6％)的情况下，在分离重烃组分之前的甲烷值是71.3，并且此时的低热值(lower heating value；LHV)是48，872.8kJ/kg(在1atm下，饱和蒸气)。当通过压缩一般LNG到7bara且将它加热到-120℃而去除重烃组分时，甲烷值增大到95.5且当时的LHV是49，265.6kJ/kg。

[0127] 根据本实施例，存在两个通道，通过所述通道燃料气供应到发动机(主发动机和副发动机)。也就是说，燃料气可以在通过蒸发气体压缩机13压缩之后供应到发动机，或者可以在通过高压泵43压缩之后供应到发动机。

[0128] 具体而言，例如LNG运输船或LNG RV的船只用于将LNG从产生区域运送到消费者。因此，当航行到消费者时，船只以满载状况(Laden)航行，在满载状况中LNG是满载到储罐中的。当在卸载LNG之后返回到产生区域时，船只以压载状况(Ballast)航行，在压载状况中储罐几乎是空的。在满载状况中，生成大量的蒸发气体，这是因为LNG的量是相对大的。在压载状况中，生成相对较小量的蒸发气体，这是因为LNG的量较小。

[0129] 虽然根据储罐的容量、室外温度等等存在一定差异，但是在LNG储罐的容量是大约130,000m3到350,000m3时在满载状况中生成的蒸发气体的量是3到4ton/h并且在压载状况中是0.3到0.4ton/h。另外，发动机必需的燃料气的量在MEGI发动机的情况下是约1到4ton/h(约1.5ton/h的平均值)，并且在DF发动机(DFDG)的情况下是约0.5ton/h。同时，近年来，由于在储罐的隔热性能方面的改进，蒸发率(Boil OffRate；BOR)已经倾向于降低，所以BOG的生成量已经倾向于减少。

[0130] 因此，在压缩机管线(也就是说，图3中的L1和L8)以及高压泵管线(也就是说，图3中的L23和L24)都类似于本实施例的燃料气供应系统提供的情况下，优选的是燃料气通过满载状况(其中生成大量的蒸发气体)中的压缩机管线供应到发动机，并且燃料气通过压载状况(其中生成少量的蒸发气体)中的高压泵管线供应到发动机。

[0131] 一般而言，在MEGI发动机中所需的高达大约150到400bara(绝对压力)的高压的压缩机压缩气体(BOG)所必需的能量显著大于泵压缩液体(LNG)所必需的能量。用于将气体压缩到高压的压缩机是非常昂贵的并且占据大量空间。因此，可以将单独使用高压泵管线而无需任何压缩管线视作是有成本效益的。举例来说，通过驱动一组配置有多级的压缩机将燃料供应到ME-GI发动机消耗了2MW功率。然而，如果使用高压泵，那么消耗100kW功率。然而，当通过在满载状况中单独的使用高压泵管线将燃料气供应到发动机时，必须需要用于再液化BOG的再液化设备以便处理在储罐中连续地生成的BOG。当考虑在再液化设备中消耗的能量时，有利的是安装压缩机管线和高压泵管线这两者，在满载状况中燃料气通过压缩机管线供应，并且在压载状况中燃料气通过高压泵管线供应。

[0132] 同时，类似于压载状况，当在储罐中生成的蒸发气体的量小于ME-GI发动机必需的燃料的量时，可能高效的是在被多级压缩的过程中通过副BOG供应管线L7分支蒸发气体并且使用分支的蒸发气体作为DF发动机的燃料，而无需在多级压缩机中将蒸发气体压缩到在ME-GI中所需的高压。也就是说，举例来说，如果蒸发气体仅通过5级压缩机的2级压缩缸供应到DF发动机，那么剩余的3级压缩缸闲置运行。当通过驱动整个5级压缩机压缩蒸发气体时需要2MW功率。当使用2级压缩缸并且剩余的3级压缩缸闲置运行时需要600kW功率。当燃料通过高压泵供应到ME-GI发动机时需要100kW功率。因此，类似于压载状况，当BOG的生成量小于ME-GI发动机所必需的燃料的量时，就能量效率而言有利的是在DF发动机或类似物中消耗全部量的BOG并且通过高压泵供应LNG作为燃料。

[0133] 然而，视需要，甚至当BOG的生成量小于ME-GI发动机所必需的燃料的量时，在通过压缩机将BOG作为燃料供应到ME-GI发动机的同时LNG可以被强制性地气化且供应多达缺乏量。同时，因为在压载状况下BOG的生成量较小，所以不排放BOG而是聚积BOG直到储罐达到预先确定的压力，并且间歇性地排放BOG且将BOG作为燃料供应到DF发动机或ME-GI发动机，而不是每当生成BOG时排放和消耗BOG。

[0134] 另外，在船只中在不容易维修和替换设备处，考虑到紧急情况需要安装两个重要设施(冗余；即，备用设施)。也就是说，需要重要设施的冗余使得额外设施能够执行与主设施相同的功能，且在主设施正常操作期间额外设备被设置成备用状态，并且当主设施由于故障而无法操作时接管主设施的功能。需要冗余的设施的实例可以包含旋转设施，例如，压缩机或泵。

[0135] 因此，多种设施需要冗余地安装在船只中以便在没有在常规的天数使用时仅满足冗余需要。使用两个压缩管线的燃料气供应系统需要大量成本和空间来安装压缩机。当使用燃料气供应系统时，消耗大量能量。使用两个高压泵管线的燃料气供应系统可以在BOG的处理(即，再液化)中消耗大量能量。另一方面，在其中安装有一个压缩机管线和一个高压泵管线的本发明的燃料气供应系统中，甚至当在供应管线中的一个中发生问题时，船只也可以通过其它供应管线继续正常地航行。较少使用昂贵的压缩机并且可以根据BOG的生成量适当地选择和使用最佳的燃料气供应方法。因此，有可能节省操作成本以及初始造船成本。

[0136] 如图3中所说明，当根据本发明组合蒸发气体处理系统和燃料气供应系统时，在LNG运输船中在货物(即，LNG)的运输期间生成的蒸发气体可用作发动机的燃料或者可以再液化、返回到储罐并且储存在其中。因此，在GCU或类似物中消耗的蒸发气体的量可减少或去除。此外，可以通过再液化处理蒸发气体，而无需安装使用例如氮气的单独的制冷剂的再液化设备。

[0137] 根据本发明，尽管最近的趋势是由于储罐的增大容量蒸发气体的生成量增大并且由于发动机的改进性能燃料的必需的量减小，但是在用作发动机的燃料之后剩余的蒸发气体可以再液化并且返回到储罐，由此防止蒸发气体的浪费。

[0138] 具体而言，在根据本实施例的蒸发气体处理系统以及方法中，因为没有必要安装使用单独制冷剂的再液化设备(也就是说，氮气制冷剂制冷循环、混合制冷剂制冷循环等)，所以无需单独安装用于供应和储存制冷剂的设施。因此，有可能节省用于配置整个系统的初始安装成本和操作成本。

[0139] 图4是说明根据本发明的第三实施例的用于船只的蒸发气体处理系统的示意性配置图。

[0140] 虽然图4说明其中本发明的蒸发气体处理系统应用于配备有能够使用天然气作为燃料的DF发动机(也就是说，推进系统，例如，DFDE推进系统，其使用LNG作为燃料)的LNG运输船的实例，但是本发明的蒸发气体处理系统(也就是说，蒸发气体部分再液化系统)也可以应用于任何类型的船只(LNG运输船、LNGRV等等)以及海洋厂(FSPP、BMPP、LNGFRU、LNGFPSO、LNGFSRU等等)，其中安装有液化气储罐。

[0141] 在根据本发明的第三实施例用于船只的蒸发气体处理系统中，从储存液化气的储罐11中生成且排放的蒸发气体(BOG)沿着蒸发气体供应管线L1传送并且随后供应到蒸发气体压缩机13。蒸发气体压缩机13可以是多级压缩机。如下文所述，在压缩机中多级压缩的蒸发气体可以被压缩到大约7bara。随后，蒸发气体可以在中间级中分支(也就是说，在最终压缩步骤之前的步骤中)并且随后沿着燃料供应管线L2供应到需求者，也就是说，使用LNG作为燃料的推进系统(例如，DFDE)。在供应到DFDE之后剩余的蒸发气体可以通过压缩机被压缩到大约100到400bara的高压。随后，如下文所述，当沿着蒸发气体回流管线L3移动时蒸发气体可以被液化并且随后返回到储罐11。

[0142] 储罐具有密封和绝热壁以便在低温状态中储存例如LNG的液化气，但是无法理想地阻止热量从外面传送。因此，液化气在储罐11内连续地气化，并且储罐11内的蒸发气体通过蒸发气体排放管线L1排放以将蒸发气体的压力维持在适当水平下。

[0143] 排出泵12安装在储罐11内，以便在必要时将LNG排放到储罐的外部。虽然未在图4中说明，但是当从储罐11排放的蒸发气体的量小于在DFDE中所需的燃料的量时，蒸发气体可以通过用排放泵12排放LNG且随后强制性地气化LNG而生成，并且所生成的蒸发气体可以通过蒸发气体供应管线L1供应到蒸发气体压缩机13。

[0144] 蒸发气体压缩机13可以包含一个或多个压缩缸14和一个或多个中间冷却器15，所述中间冷却器用于在蒸发气体被压缩时冷却温度升高的蒸发气体。蒸发气体压缩机13可经配置以将蒸发气体压缩到例如大约400bara。虽然图4说明包含五个压缩缸14和五个中间冷却器15的往复式多级蒸发气体压缩机13，但是在必要时压缩缸的数目和中间冷却器的数目可以改变。另外，多个压缩缸可以布置在单个压缩机内，并且多个压缩机可以串联连接。

[0145] 在蒸发气体压缩机13的中间级压缩的蒸发气体，例如，2级压缩的蒸发气体被压缩到大约7bara并且通过燃料供应管线L2分支且供应到消费者，例如，DF发动机(也就是说，DFDE)。蒸发气体的全部或部分可以根据发动机所需的燃料的量供应。

[0146] 也就是说，根据本发明的第三实施例，当从储罐11排放且供应到蒸发气体压缩机13的蒸发气体(也就是说，从储罐排放的全部蒸发气体)是第一流时，蒸发气体的第一流可以分成蒸发气体压缩机13内的第二流和第三流。第二流可以作为燃料供应到DF发动机(也就是说，DFDE)，并且第三流可以液化且返回到储罐。

[0147] 此时，第二流通过燃料供应管线L2被供应到DFDE，并且第三流通过蒸发气体回流管线L3返回到储罐11。热交换器21安装在蒸发气体回流管线L3中以便液化压缩的蒸发气体的第三流。热交换器21在压缩的蒸发气体的第三流与从储罐11排放并且供应到蒸发气体压缩机13的蒸发气体的第一流之间交换热量。

[0148] 由于在压缩之前蒸发气体的第一流的流动速率大于第三流的流动速率，所以可以通过在压缩之前接收来自蒸发气体的第一流的冷能来冷却压缩过的蒸发气体的第三流(也就是说，至少部分液化)。因此，在热交换器21中，高压状态的蒸发气体是通过在紧接在从储罐11中排放之后的低温温度的蒸发气体与在蒸发气体压缩机13中压缩的高压状态的蒸发气体之间的热交换冷却(液化)的。

[0149] 在热交换器21中冷却的蒸发气体(LBOG)在通过减压构件22(例如，J-T阀或膨胀器(expander))时被减压，并且以气液混合状态供应到气液分离器23。在通过膨胀构件22的同时，LBOG可以减压到近似大气压(例如，从300巴减压到3巴)。液化的蒸发气体在气液分离器23中分成气体组分和液体组分。液体组分(即，LNG)通过蒸发气体回流管线L3传送到储罐
11，并且气体组分(即，蒸发气体)通过蒸发气体再循环管线L5排放并且加入从储罐11排放并且供应到蒸发气体压缩机13的蒸发气体。更确切地说，蒸发气体再循环管线L5从气液分离器23的上端延伸并且连接到与蒸发气体供应管线L1中的热交换器21相比的更上游侧。

[0150] 为说明的方便起见，已经描述热交换器21安装在蒸发气体回流管线L3中，但是热交换器21可以安装在蒸发气体供应管线L1中，因为热交换实际上在通过蒸发气体供应管线L1传送的蒸发气体的第一流与通过蒸发气体回流管线L3传送的蒸发气体的第三流之间执行。

[0151] 另一膨胀构件24(例如，J-T阀或膨胀器(expander)，下文称为“第二膨胀构件24”)可以进一步安装在蒸发气体再循环管线L5中。因此，从气液分离器23中排放的气体组分可以在通过第二膨胀构件24的同时得到减压。第二膨胀构件24可用于调节气液分离器23的内部压力并且可以维持从气液分离器23返回到储罐11的液体状态的天然气的压力在精细地高于储罐的内部压力的压力处。另外，第二膨胀构件24调节蒸发气体再循环管线L5中的第二膨胀构件24的下游侧的压力，使得气体状态的天然气可以平稳地加入沿着蒸发气体供应管线L1传送的蒸发气体。

[0152] 另外，冷却器25安装在蒸发气体再循环管线L5中以便通过在热交换器21中液化且供应到气液分离器23的蒸发气体的第三流与在气液分离器23中分离并且通过蒸发气体再循环管线L5传送的气体组分之间的热交换进一步冷却第三流。也就是说，冷却器25通过低压低温气体状态下的天然气额外冷却高压液体状态下的蒸发气体。

[0153] 为说明的方便起见，已经描述冷却器25安装在蒸发气体再循环管线L5中，但是冷却器25可以安装在蒸发气体回流管线L3中，因为热交换实际上在通过蒸发气体回流管线L3传送的蒸发气体的第三流与通过蒸发气体再循环管线L5传送的气体组分之间执行。

[0154] 同时，当预期的是因为在储罐11中生成的蒸发气体的量大于DF发动机所需的燃料的量而将生成过剩的蒸发气体时(例如，在发动机停止或低速航行期间)，在蒸发气体压缩机13中被逐步地压缩的蒸发气体通过蒸发气体支线L7分支并且随后用于蒸发气体消耗构件中。蒸发气体消耗构件的实例可以包含GCU和燃气涡轮机，其中的每一个可以使用天然气作为燃料。

[0155] 如上文所述，在根据本发明的第三实施例的蒸发气体处理系统和方法中，在LNG运输船中在货物(即，LNG)的运输期间生成的蒸发气体可用作发动机的燃料或者可以再液化、返回到储罐并且储存在其中。因此，在GCU或类似物中消耗的蒸发气体的量可减少或去除。此外，可以通过再液化处理蒸发气体，而无需安装使用例如氮气的单独的制冷剂的再液化设备。

[0156] 另外，在根据本发明的第三实施例的蒸发气体处理系统和方法中，因为没有必要安装使用单独制冷剂的再液化设备(也就是说，氮气制冷剂制冷循环、混合制冷剂制冷循环等)，所以不必单独安装用于供应和储存制冷剂的设施。因此，有可能节省用于配置整个系统的初始安装成本和操作成本。

[0157] 图5是说明根据本发明的第四实施例的用于船只的蒸发气体处理系统的示意性配置图。

[0158] 根据第四实施例的蒸发气体处理系统不同于根据第三实施例的蒸发气体处理系统之处在于不安装冷却器25。因此，相同参考标号分配给如同第三实施例中的那些的相同元件，并且将省略其详细描述。如果不安装冷却器25，那么系统的总效率可能略微地降低。然而，可以促进管道布置和系统操作，并且可以减少初始安装成本和维护费用。

[0159] 同时，虽然未说明，但是当DF发动机(DFDE)所需的蒸发气体的量大于自然地生成的蒸发气体的量时，所述系统可经配置使得LNG被强制性地气化并且随后使用。为此目的，强制气化管线(未图示)经配置使得在储存在储罐11中的LNG通过排放泵12排放之后，LNG可以在强制气化器(未图示)中气化并且随后供应到蒸发气体压缩机13。如果安装强制气化管线，那么燃料可以稳定地供应，甚至当储存在储罐中的LNG的量较小且因此蒸发气体的生成量较小时或甚至当多种发动机中作为燃料所需的蒸发气体的量大于自然地生成的蒸发气体的量时也是如此。

[0160] 另外，图1到图5说明蒸发气体压缩机13执行5级压缩，但是这仅是示例性的。作为压缩机的一个实例，可以使用由伯克哈特(Burckhardt)公司制造的压缩机。由伯克哈特公司制造的压缩机包含五个气缸。已知的是前面级的三个气缸以无油(oil-free)润滑方法操作并且后面级的两个气缸以油润滑(oil-lubricated)方法操作。因此，在由伯克哈特公司制造的压缩机用作用于压缩BOG的蒸发气体压缩机13的情况下，当BOG在压缩机的4级或更大级分支时BOG需要通过油过滤器传送。然而，有利的是当BOG在压缩机的3级或更小的级处分支时不必使用油过滤器。

[0161] 根据本实施例，尽管最近的趋势是由于储罐的增大容量蒸发气体的生成量增大并且由于发动机的改进性能燃料的必需的量减小，但是在用作发动机的燃料之后剩余的蒸发气体可以再液化并且返回到储罐，由此防止蒸发气体的浪费。

[0162] 在第三和第四实施例中，已经描述了当在压缩机中多级压缩时接收从中间级中分支的蒸发气体的消费者是使用天然气作为燃料的推进系统，并且所述推进系统的一个实例是DFDE。然而，显而易见的是本发明也可以应用于使用天然气(LNG)作为燃料的另一推进系统以及DFDE。

[0163] 图6是说明根据本发明的第五实施例的用于船只的蒸发气体处理系统的示意性配置图。

[0164] 图6说明其中本发明的蒸发气体处理系统应用于配备有能够使用天然气作为燃料的DF发动机(也就是说，仅使用LNG或LNG和油的混合物作为燃料的推进系统，例如，使用在DFDG中生成的电力且通过电机推进的DFDE推进系统)的LNG运输船的实例。然而，本发明的蒸发气体处理系统(也就是说，蒸发气体部分再液化系统)也可以应用于任何类型的船只(LNG运输船、LNG RV等等)以及海洋厂(FRPP、BMPP、LNG FRU、LNG FPSO、LNG FSRU等等)，其中安装有液化气储罐。

[0165] 另外，在本实施例中，已经描述了接收在压缩机中压缩的蒸发气体的消费者是使用天然气作为燃料的推进系统，并且所述推进系统的一个实例是DFDE(例如，由瓦锡兰(Wartsila)公司制造的4冲程发动机(DFDE))。然而，显而易见的是本发明也可以应用于仅使用天然气(LNG)或LNG和油的混合物作为燃料的另一推进系统(例如，由瓦锡兰公司制造的2冲程发动机(W5X72))以及DFDE。在以下描述中，能够单独使用在大约5到20bar的压力下压缩的天然气或气体和油的混合物作为燃料的发动机(异构燃料发动机)将被称作“中压气体发动机(中压异构燃料发动机)”。在本说明书中，术语“中压”应该被视为意味着大约5到20bar的压力，在此压力下作为燃料供应到发动机的蒸发气体被压缩。

[0166] 在根据本发明的第五实施例用于船只的蒸发气体处理系统中，从储存液化气的储罐11中生成且排放的蒸发气体(BOG)沿着蒸发气体供应管线L1传送并且随后供应到蒸发气体压缩机13。蒸发气体压缩机13可以是多级压缩机。如下文所述，在压缩机中蒸发气体可被压缩到大约5到20bar、优选地大约6到12bar，并且更优选地大约6到7bar。随后，压缩的蒸发气体可沿着燃料供应管线L2供应到需求者，也就是说，使用LNG作为燃料的推进系统，例如，DFDE3(中压气体发动机)。蒸发气体压缩机13可以是离心式多级压缩机。虽然图6中说明压缩机为4级，但是压缩机可以是3级或更小或可以是5级或更大。一对蒸发气体压缩机13可以并联安装以便满足冗余(redundancy)需求。

[0167] 当在储罐中生成的全部蒸发气体未在DFDE 3中消耗时，未供应到DFDE 3的蒸发气体可以在大约80到250bar、优选地大约100到200bar且更优选地大约120到160bar的压力下由增压压缩机13a压缩。随后，如下文所述，当沿着蒸发气体回流管线L3移动时蒸发气体可以被液化并且随后返回到储罐11。增压压缩机13a可以是往复式多级压缩机。虽然增压压缩机在图6中说明为3级，但是增压压缩机可以是2级或更小或可以是4级或更大。

[0168] 根据本发明，蒸发气体在大约80到250bar的压力下压缩并且随后通过在热交换器21中热交换冷却和液化。为了通过与从储罐中排放的低温蒸发气体热交换来冷却和液化压缩过的蒸发气体，有必要在高压下压缩蒸发气体。在本说明书中，术语“高压”应该被视为意味着大约80到250bar的压力，在此压力下无需使用氮气或类似物的制冷循环的单独的再液化设备压缩的蒸发气体可以通过与从储罐排放的蒸发气体热交换来液化。当压缩过的蒸发气体的压力是80bar或更低时，难以无需具有制冷循环的单独再液化设备仅通过与从储罐中排放的蒸发气体热交换来液化压缩过的蒸发气体。

[0169] 储罐具有密封和绝热壁以便在低温状态中储存例如LNG的液化气，但是无法理想地阻止热量从外面传送。因此，液化气在储罐11内连续地气化，并且储罐11内的蒸发气体通过蒸发气体排放管线L1排放以将蒸发气体的压力维持在适当水平下。

[0170] 排放泵12安装在储罐11内，以便在必要时将LNG排放到储罐11的外部。排放泵12可以如图6中所说明安装在储罐11内部，或者安装在储罐11外部。

[0171] 提供强制气化管线L11使得当从储罐11排放的蒸发气体的量小于在DFDE中作为燃料所需的燃料的量时，LNG可以通过排放泵12排放、在强制气化器31中气化并且随后供应到蒸发气体压缩机13。

[0172] 当提供配备有强制气化器31的强制气化管线L11时，燃料可以稳定地供应，甚至当因为在压载状况中储存在储罐中的少量LNG而生成少量蒸发气体时或甚至当发动机中作为燃料所需的蒸发气体的量大于自然地生成的蒸发气体的量时也是如此。

[0173] 强制性地气化的蒸发气体可以通过蒸发气体供应管线L1供应到蒸发气体压缩机13。

[0174] 湿气分离器17可以安装在蒸发气体供应管线L1中，以便移除可能包含于蒸发气体中的精细小液滴。

[0175] 蒸发气体压缩机13可以包含一个或多个离心式压缩装置14和一个或多个中间冷却器(未图示)，所述中间冷却器用于在压缩期间冷却温度升高的蒸发气体。蒸发气体压缩机13可经配置以将蒸发气体压缩到6到12bar，优选地6到7bar。虽然图6说明包含四个离心式压缩装置14的离心式多级蒸发气体压缩机13，但是压缩装置的数目和中间冷却器的数目可以视需要改变。另外，多个压缩装置可以布置在单个压缩机内，并且多个压缩机可以串联连接。

[0176] 增压压缩机13a可以包含一个或多个往复式压缩装置14a和一个或多个中间冷却器(未图示)，所述中间冷却器用于在压缩期间冷却温度升高的蒸发气体。如果由增压压缩机13a压缩的蒸发气体的压力较高，那么可以增大再液化效率。然而，同时，压缩蒸发气体的能耗可能极大的增大并且可能需要压缩蒸发气体的大容量。因此，增压压缩机13a可经配置以将蒸发气体压缩到80到250bar，优选地100到200bar，更优选地120到160bar。虽然图6说明包含三个往复式压缩装置14a的往复式多级压缩机13a，但是压缩装置的数目和中间冷却器的数目可以视需要改变。另外，多个压缩装置可以布置在单个压缩机内，并且多个压缩机可以串联连接。

[0177] 如在蒸发气体压缩机13中，一对增压压缩机13a可以并联安装以用于冗余设计。

[0178] 替代于如图6中所说明将蒸发气体压缩机13和增压压缩机13a布置成一行，单独的用于DFDE 3的压缩机和用于再液化的压缩机可以布置在单独的管线中。然而，在用于将燃料供应到船只发动机的蒸发气体压缩机13和用于再液化的增压压缩机13a布置成一行的情况是有利的，这是因为可以使用主要在蒸发气体压缩机13中压缩的(大约6到7巴)的蒸发气体。替代地，如图1到图5中所说明，可以安装一个多级压缩机并且蒸发气体可以在多级压缩期间分支。

[0179] 在蒸发气体压缩机13中压缩的蒸发气体被压缩到大约7bara并且通过燃料供应管线L2供应到消费者，例如，DF发动机(也就是说，DFDE 3)。蒸发气体的全部或部分可以根据发动机所需的燃料的量供应。

[0180] 也就是说，根据本发明的第五实施例，当从储罐11排放且供应到蒸发气体压缩机13的蒸发气体(也就是说，从储罐排放的全部蒸发气体)是第一流时，蒸发气体的第一流可以在蒸发气体压缩机13的下游侧处分成第二流和第三流。第二流可以作为燃料供应到DF发动机(也就是说，DFDE 3)，并且第三流可以液化且返回到储罐。

[0181] 此时，第二流通过燃料供应管线L2被供应到DFDE 3，并且第三流通过蒸发气体回流管线L3返回到储罐11。热交换器(例如，DCHE)21安装在蒸发气体回流管线L3中，以便液化压缩的蒸发气体的第三流。热交换器21在压缩的蒸发气体的第三流与从储罐11排放并且供应到蒸发气体压缩机13的蒸发气体的第一流之间交换热量。

[0182] 由于在压缩之前蒸发气体的第一流的流动速率大于第三流的流动速率，所以可以通过在压缩之前接收来自蒸发气体的第一流的冷能来冷却压缩过的蒸发气体的第三流(也就是说，至少部分液化)。因此，在热交换器21中，高压状态的蒸发气体是通过在紧接在从储罐11中排放之后的低温温度的蒸发气体与在蒸发气体压缩机13中压缩的高压状态的蒸发气体之间的热交换冷却(液化)的。

[0183] 已经描述在热交换器21中冷却和液化于蒸发气体压缩机13中压缩的蒸发气体。然而，当在蒸发气体压缩机13中压缩的蒸发气体处于高温和高压时，供应到热交换器21的蒸发气体可处于超临界状态，此状态中无法区分气体或液体。因此，严格来说，当根据蒸发气体的压力和温度条件通过减压构件来降低压力时，蒸发气体可变为液体(或至少部分液体)状态，其中所述减压构件例如是安装于热交换器21下游的膨胀阀。在本说明书中，应该将表达“蒸发气体在热交换器21中液化”视作意味着包括以下两种状况：蒸发气体在热交换器中冷却和液化的状况；以及蒸发气体在热交换器中冷却且接着在减压构件中减压，因此蒸发气体变为液体(或至少部分液体)状态的状况。

[0184] 可以安装旁路管线L12，使得当不存在将再液化的蒸发气体时，也就是说，当第一流的流动速率等于第二流的流动速率时，从储罐11排放的蒸发气体绕过而无需通过热交换器21并且直接供应到蒸发气体压缩机13。

[0185] 虽然根据推进速度(也就是说，DFDE 3的负载)或蒸发气体的生成量存在差异，但是通常是在储罐中生成的蒸发气体的大约30到70％用作船只发动机的燃料且其它的再液化。

[0186] 在热交换器21中冷却的蒸发气体(LBOG)在通过减压构件22(例如，J-T阀或膨胀器(expander)，下文被称作“第一膨胀构件22”)时被减压，并且以气液混合状态连续地供应到气液分离器23。在通过第一膨胀构件22的同时，LBOG可以减压到近似大气压(例如，从300巴减压到3巴)。液化的蒸发气体在气液分离器23中分成气体组分和液体组分。液体组分(即，LNG)通过蒸发气体回流管线L3传送到储罐11，并且气体组分(即，蒸发气体)通过蒸发气体再循环管线L5排放并且加入从储罐11排放并且供应到蒸发气体压缩机13的蒸发气体。更确切地说，蒸发气体再循环管线L5从气液分离器23的上端延伸并且连接到与蒸发气体供应管线L1中的热交换器21相比的更上游侧。

[0187] 为说明的方便起见，已经描述热交换器21安装在蒸发气体回流管线L3中，但是热交换器21可以安装在蒸发气体供应管线L1中，因为热交换实际上在通过蒸发气体供应管线L1传送的蒸发气体的第一流与通过蒸发气体回流管线L3传送的蒸发气体的第三流之间执行。

[0188] 另一膨胀构件24(例如，J-T阀或膨胀器(expander)，下文称为“第二膨胀构件24”)可以进一步安装在蒸发气体再循环管线L5中。因此，从气液分离器23中排放的气体组分可以在通过第二膨胀构件24的同时得到减压。第二膨胀构件24可用于调节气液分离器23的内部压力并且可以维持从气液分离器23返回到储罐11的液体状态的天然气的压力在精细地高于储罐的内部压力的压力处。另外，第二膨胀构件24调节蒸发气体再循环管线L5中的第二膨胀构件24的下游侧的压力，使得液体状态的天然气可以平稳地加入沿着蒸发气体供应管线L1传送的蒸发气体。

[0189] 另外，冷却器(未图示)安装在蒸发气体再循环管线L5中，以便通过在热交换器21中液化且供应到气液分离器23的蒸发气体的第三流与在气液分离器23中分开且通过蒸发气体再循环管线L5传送的气体组分之间的热交换进一步冷却第三流。也就是说，冷却器通过低压低温气体状态下的天然气额外冷却高压液体状态下的蒸发气体。

[0190] 同时，当预期的是因为在储罐11中生成的蒸发气体的量大于DF发动机(即，DFDE 3)所需的燃料的量而将生成过剩的蒸发气体时(例如，在发动机停止或低速航行期间)，在蒸发气体压缩机13中被压缩的蒸发气体通过蒸发气体支线L7分支并且用于蒸发气体消耗构件5中。蒸发气体消耗构件的实例可以包含集成式惰性气体生成器IGG/GCU系统、GCU、燃气涡轮机和锅炉，它们中的每一个都可以使用天然气作为燃料。

[0191] 集成式IGG/GCU系统是其中集成有惰性气体生成器(Inert Gas Generator；IGG)和气体燃烧单元(Gas Combustion Unit；GCU)的设备。

[0192] 如上文所述，在根据本发明的第五实施例的蒸发气体处理系统和方法中，在LNG运输船中在货物(即，LNG)的运输期间生成的蒸发气体可用作发动机的燃料或者可以再液化、返回到储罐并且储存在其中。因此，在GCU或类似物中消耗的蒸发气体的量可减少或去除。此外，可以通过再液化处理蒸发气体，而无需安装使用例如氮气的单独的制冷剂的再液化设备。

[0193] 另外，在根据本发明的第五实施例的蒸发气体处理系统和方法中，由于不必要安装使用单独制冷剂的再液化设备(也就是说，氮气制冷剂制冷循环、混合制冷剂制冷循环等)，所以不必单独安装用于供应和储存制冷剂的设施。因此，有可能节省用于配置整个系统的初始安装成本和操作成本。

[0194] 根据本发明，尽管最近的趋势是由于储罐的增大容量蒸发气体的生成量增大并且由于发动机的改进性能燃料的必需的量减小，但是在用作发动机的燃料之后剩余的蒸发气体可以再液化并且返回到储罐，由此防止蒸发气体的浪费。

[0195] 例如LNG运输船或LNG RV的船只用于将LNG从产生区域运送到消费者。因此，当从产生区域航行到消费者时，船只以满载状况(Laden)航行，在满载状况中LNG是满载到储罐中的。当在卸载LNG之后返回到产生区域时，船只以压载状况(Ballast)航行，在压载状况中储罐几乎是空的。在满载状况中，生成大量的蒸发气体，这是因为LNG的量是相对大的。在压载状况中，生成相对较小量的蒸发气体，这是因为LNG的量较小。

[0196] 虽然根据储罐的容量、室外温度等等存在一定差异，但是在LNG储罐的容量是大约130,000m3到350,000m3时在满载状况中生成的蒸发气体的量是大约3到4ton/h并且在压载状况中是大约0.3到0.4ton/h。另外，船只的主发动机(推进系统)所必需的燃料气的量是大约1到4ton/h(平均大约1.5ton/h)。同时，近年来，由于在储罐的隔热性能方面的改进，蒸发率(Boil OffRate；BOR)已经倾向于降低，所以BOG的生成量已经倾向于减少。

[0197] 在蒸发气体的生成量较大的满载状况中，通过蒸发气体压缩机13压缩的蒸发气体的一部分可以供应到船只发动机(即，DFDE 3)，并且并不供应到船只发动机的其它蒸发气体可以通过增压压缩机13a进一步压缩并且供应到热交换器21中且在热交换器中再液化。

[0198] 另外，在蒸发气体的生成量较小的压载状况中，储罐11内的LNG可以根据船只发动机所需的燃料的量通过排放泵12和强制气化器31供应到蒸发气体压缩机13、在压缩机中压缩并且供应到DFDE 3。

[0199] 因此，在蒸发气体的生成量小于发动机所需的燃料的量的压载状况中，系统可以进行操作以通过DFDE 3处理全部蒸发气体。

[0200] 同时，因为在压载状况下BOG的生成量较小，所以不排放BOG而是聚积其直到储罐达到预先确定的压力，并且间歇性地排放BOG且将其作为燃料供应到DFDE发动机，而不是每当生成蒸发气体时排放和消耗蒸发气体。

[0201] 另外，根据本实施例的蒸发气体处理系统可以应用于已经构建的船只以及新设计的船只。举例来说，在配备有从LNG储罐通过压缩机将蒸发气体供应到DFDE的管线的船只的情况下，本实施例可以通过修改来应用，方法是如上文所述参考图6添加增压压缩机13a、蒸发气体回流管线L3、热交换器21、第一膨胀构件22、气液分离器23、蒸发气体再循环管线L5和第二膨胀构件24。

[0202] 虽然已经参考特定实施例描述了本发明的实施例，但是对于所属领域的技术人员而言显而易见的是在不脱离如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下可以进行多种变化和修改。