阅读说明：本技术 蒸发气体再液化系统 (Boil-off gas reliquefaction system ) 是由 张在亨 柳承恪 柳珍烈 崔员宰 于 2017-08-03 设计创作，主要内容包括：公开一种蒸发气体再液化系统。所述蒸发气体再液化系统包括：压缩机,用于压缩蒸发气体；热交换器,用于使用被所述压缩机压缩前的所述蒸发气体作为制冷剂来使被所述压缩机压缩的所述蒸发气体经历热交换,且因此冷却所述蒸发气体；减压装置,安装在所述热交换器的后端处,且对由所述热交换器冷却的所述流体进行减压；以及第二滤油器,安装在所述减压装置的所述后端处,其中所述压缩机包括至少一个油润滑型气缸,且所述第二滤油器用于极低温。(A boil-off gas reliquefaction system is disclosed. The boil-off gas reliquefaction system includes: a compressor for compressing the boil-off gas; a heat exchanger for subjecting the evaporation gas compressed by the compressor to heat exchange using the evaporation gas before being compressed by the compressor as a refrigerant, and thus cooling the evaporation gas; a decompression device installed at a rear end of the heat exchanger and decompressing the fluid cooled by the heat exchanger; and a second oil filter installed at the rear end of the decompression device, wherein the compressor includes at least one oil-lubricated cylinder, and the second oil filter is used for very low temperature.)

蒸发气体再液化系统

技术领域

本发明涉及一种用于将通过液化气体的自然汽化而产生的蒸发气体(Boil-OffGas，BOG)再液化的方法及系统，且更具体地涉及一种蒸发气体再液化系统，其中在液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)船舶的存储罐中产生以作为燃料供应到发动机的蒸发气体中，超过所述发动机的燃料需求的过剩蒸发气体使用所述蒸发气体作为制冷剂而再液化。

背景技术

近年来，全球范围内对例如液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)等液化气体的消耗已急剧增加。通过将天然气冷却到极低温度而获得的液化气体的体积比天然气的体积小得多且因此更为适合于存储及运输。另外，由于天然气中的空气污染物可在液化工艺期间减少或被移除，因此例如液化天然气等液化气体是在燃烧时具有低空气污染物排放的环境友好型燃料。

液化天然气是通过将主要由甲烷(methane)构成的天然气冷却到约-163℃以将天然气液化而获得的无色且透明的液体，且具有为天然气的体积的约1/600的体积。因此，天然气的液化使得能够进行非常高效的运输。

然而，由于在正常压力下天然气会在-163℃的极低温度下液化，因此液化天然气可能因为温度的少量改变而轻易地汽化。尽管液化天然气存储罐是绝缘的，然而外部的热量可被持续地传递到存储罐而使液化天然气在输送中自然地汽化，由此产生蒸发气体(Boil-Off Gas，BOG)。

蒸发气体的产生意味着液化天然气的损耗且因此对运输效率具有重大影响。另外，当蒸发气体积聚在存储罐中，则存在所述存储罐内的压力过度升高而对所述罐造成损坏的风险。已进行各种研究来处理在液化天然气存储罐中产生的蒸发气体。近年来，为处理蒸发气体，已提出一种其中蒸发气体被再液化以返回到液化天然气存储罐的方法、一种其中使用蒸发气体作为例如船用发动机等燃料消耗源中的能源的方法及类似方法。

将蒸发气体再液化的方法的实例包括：一种其中使用具有单独的制冷剂来使得蒸发气体能够与所述制冷剂交换热量以再液化的制冷循环的方法及一种在不使用任何单独的制冷剂的条件下使用蒸发气体作为制冷剂来将蒸发气体再液化的方法。具体来说，采取后一种方法的系统被称为局部再液化系统(Partial Re-liquefaction System，PRS)。

能够以天然气为燃料的船用发动机的实例包括例如双燃料柴电(Dual FuelDiesel Electric，DFDE)发动机、X代双燃料(X generation-dual fuel，X-DF)发动机及M型电控气体喷射(M-type,Electrically Controlled,Gas Injection，ME-GI)发动机等气体发动机。

DFDE发动机每循环具有四个冲程且使用其中将具有约6.5巴(bar)的相对低的压力的天然气喷射到燃烧气体入口中并接着向上推动活塞以压缩所述气体的奥托循环(Ottocycle)。

X-DF发动机每循环具有两个冲程且使用利用具有约16巴的压力的天然气作为燃料的奥托循环。

ME-GI发动机每循环具有两个冲程且使用其中将具有约300巴的高压的天然气直接喷射到位于活塞的上止点附近的燃烧室中的狄赛尔循环(Diesel cycle)。

发明内容

技术问题

如此，当在液化天然气(LNG)存储罐中产生的蒸发气体(BOG)被压缩且在不使用单独的制冷剂的条件下使用蒸发气体通过热交换而再液化时，为了再液化效率，有必要使用油润滑型气缸在高压下压缩蒸发气体。

被油润滑型气缸压缩机压缩的蒸发气体含有润滑油(Lubrication Oil)。本发明的发明人发现，被压缩的蒸发气体中所含有的润滑油在蒸发气体之前冷凝或固化，且在于热交换器中冷却被压缩的蒸发气体期间阻塞热交换器的流体通道。具体来说，具有窄流体通道(例如，微流体通道型(Microchannel Type)流体通道)的印刷电路热交换器(PrintedCircuit Heat Exchanger，PCHE,也称为DCHE)由于冷凝或固化的润滑油而遭受更频繁的流体通道堵塞。

因此，本发明的发明人已开发出各种技术以用于从被压缩的蒸发气体中分离润滑油，从而防止冷凝或固化的润滑油堵塞热交换器的流体通道。

本发明的实施例提供一种方法及系统，所述方法及系统用于缓解或防止冷凝或固化的润滑油堵塞热交换器的流体通道，且能够通过简单且经济的方法移除堵塞热交换器的流体通道的冷凝或固化的润滑油。

技术解决方案

根据本发明的一个方面，提供一种蒸发气体再液化系统，所述蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用未被压缩机压缩的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；减压器，设置在热交换器下游，且降低由热交换器冷却的流体的压力；以及第二滤油器，设置在减压器下游，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，且第二滤油器是低温滤油器(cryogenic oil filter)。

根据本发明的另一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，所述蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用未被压缩机压缩的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；减压器，设置在热交换器下游，且降低由热交换器冷却的流体的压力；气/液分离器，设置在减压器下游，且将蒸发气体分离成通过再液化产生的液化气体与气态蒸发气体；以及第二滤油器，设置在第五供应管线上，由气/液分离器分离的液化气体经由第五供应管线排出，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，且第二滤油器是低温滤油器。

根据本发明的又一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，所述蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用未被压缩机压缩的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；减压器，设置在热交换器下游，且降低由热交换器冷却的流体的压力；气/液分离器，设置在减压器下游，且将蒸发气体分离成通过再液化产生的液化气体与气态蒸发气体；以及第二滤油器，设置在第六供应管线上，由气/液分离器分离的气态蒸发气体经由第六供应管线排出，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，且第二滤油器是低温滤油器。

第二滤油器可分离具有固相的润滑油。

蒸发气体再液化系统可进一步包括气/液分离器，气/液分离器设置在减压器下游，且将蒸发气体分离成通过再液化产生的液化气体与气态蒸发气体，其中第二滤油器设置在减压器与气/液分离器之间。

第二滤油器可为“向上排出型”。

由气/液分离器分离并沿第五供应管线排出的液化气体可被送到存储罐。

第二滤油器可为“向下排出型”。

压缩机可将蒸发气体压缩到150巴至350巴的压力。

压缩机可将蒸发气体压缩到80巴至250巴的压力。

热交换器可包括微通道型流体通道。

热交换器可为印刷电路热交换器(PCHE)。

蒸发气体再液化系统可进一步包括旁通管线，蒸发气体经由旁通管线在绕过热交换器后供应到压缩机。

蒸发气体再液化系统可进一步包括第一阀，第一阀设置在热交换器的冷流体通道上游，且调节对应供应管线的流体流速以及打开/关闭，其中旁通管线可在第一阀上游从对应供应管线分支。

蒸发气体再液化系统可进一步包括第二阀，第二阀设置在热交换器的冷流体通道下游，且调节对应供应管线的流体流速以及打开/关闭，其中旁通管线在第二阀下游接合到对应供应管线。

蒸发气体再液化系统可进一步包括第一滤油器，第一滤油器设置在压缩机下游，且从蒸发气体中分离润滑油。

第一滤油器可分离具有气相或雾相的润滑油。

根据本发明的又一方面，提供一种从蒸发气体再液化系统排出润滑油的方法，蒸发气体再液化系统被配置成通过以下方式将蒸发气体再液化：由压缩机压缩蒸发气体，通过利用热交换器与未被压缩的蒸发气体热交换来冷却被压缩的蒸发气体，并由减压器降低通过热交换而冷却的流体的压力，其中会在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体沿第一供应管线供应到热交换器，在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体沿第二供应管线供应到压缩机，且在热交换器中不用作制冷剂的蒸发气体沿旁通管线绕过热交换器供应到压缩机，且其中用于调节对应供应管线的流体流速以及打开/关闭的旁通阀设置在旁通管线上，用于调节对应供应管线的流体流速以及打开/关闭的第一阀在热交换器上游设置在第一供应管线上，用于调节对应供应管线的流体流速以及打开/关闭的第二阀在热交换器下游设置在第二供应管线上，且压缩机包括至少一个油润滑型气缸，润滑油排出方法包括：2)打开旁通阀，同时关闭第一阀及第二阀；3)将在热交换器中不用作制冷剂的蒸发气体沿旁通管线送到压缩机，随后由压缩机压缩；以及4)将被压缩机压缩的蒸发气体的一部分或全部送到热交换器，冷凝或固化的润滑油在利用在压缩机进行压缩期间温度升高的蒸发气体而熔化或粘度降低后从蒸发气体再液化系统排出。

根据本发明的又一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，所述蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用从存储罐排出的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；第一阀，用于调节设置在第一供应管线上的对应供应管线的流体流速以及打开/关闭，会在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体经由第一供应管线供应到热交换器；第二阀，用于调节设置在第二供应管线上的对应供应管线的流体流速以及打开/关闭，在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体经由第二供应管线供应到压缩机；旁通管线，蒸发气体经由旁通管线在绕过热交换器后供应到压缩机；以及减压器，设置在热交换器下游，且降低由热交换器冷却的流体的压力，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，且将蒸发气体压缩到150巴至350巴的压力，且旁通管线在第一阀上游从第一供应管线分支并在第二阀下游接合到第二供应管线。

根据本发明的又一方面，提供一种从蒸发气体再液化系统排出润滑油的方法，蒸发气体再液化系统被配置成通过以下方式将蒸发气体再液化：由压缩机压缩蒸发气体，通过利用热交换器与未被压缩的蒸发气体热交换来冷却被压缩的蒸发气体，并由减压器降低通过热交换而冷却的流体压力，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，蒸发气体经由旁通管线绕过热交换器而被送到压缩机并被压缩机压缩，被压缩机压缩的蒸发气体被供应到发动机，且未被供应到发动机的过剩蒸发气体被被供应到热交换器，以在利用在压缩机进行压缩期间温度升高的蒸发气体熔化润滑油或降低润滑油的粘度后排出冷凝或固化的润滑油。

根据本发明的又一方面，提供一种从蒸发气体再液化系统排出润滑油的方法，蒸发气体再液化系统被配置成使用蒸发气体作为制冷剂来将蒸发气体再液化，其中热交换器在蒸发气体再液化时使用从存储罐排出的蒸发气体作为制冷剂通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；压缩机包括至少一个油润滑型气缸；并且冷凝或固化的润滑油通过被设置成绕过热交换器的旁通管线排出，且在熔化或粘度降低后用于热交换器的检修。

根据本发明的又一方面，提供一种发动机燃料供应方法，其中在冷凝或固化的润滑油排出期间，通过熔化冷凝或固化的润滑油或降低润滑油的粘度，将燃料供应到发动机。

根据本发明的又一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用未被压缩机压缩的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；减压器，设置在热交换器下游，且降低由热交换器冷却的流体的压力；以及气/液分离器，设置在减压器下游，且将蒸发气体分离成通过再液化产生的液化气体与气态蒸发气体，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，且气/液分离器连接到润滑油排出管线，收集在气/液分离器中的润滑油经由润滑油排出管线排出。

根据本发明的又一方面，提供一种从蒸发气体再液化系统排出润滑油的方法，蒸发气体再液化系统被配置成使用蒸发气体作为制冷剂来将蒸发气体再液化，其中收集在气/液分离器中的润滑油经由与第五供应管线分离的润滑油排出管线从气/液分离器排出，通过蒸发气体再液化而产生的液化气体经由第五供应管线从气/液分离器排出。

根据本发明的又一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用未被压缩机压缩的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；减压器，设置在热交换器下游，且降低由热交换器冷却的流体的压力；以及第一温度传感器与第四温度传感器的组合、第二温度传感器与第三温度传感器的组合及第一压力传感器与第二压力传感器的组合中的至少一者，第一温度传感器设置在热交换器的冷流体通道上游，第四温度传感器设置在热交换器的热流体通道下游，第二温度传感器设置在热交换器的冷流体通道下游，第三温度传感器设置在热交换器的热流体通道上游，第一压力传感器设置在热交换器的热流体通道上游，第二压力传感器设置在热交换器的热流体通道下游，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸。

根据本发明的又一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用未被压缩机压缩的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；减压器，设置在热交换器下游，且降低由热交换器冷却的流体的压力；以及第一温度传感器与第四温度传感器的组合、第二温度传感器与第三温度传感器的组合及压差传感器中的至少一者，第一温度传感器设置在热交换器的冷流体通道上游，第四温度传感器设置在热交换器的热流体通道下游，第二温度传感器设置在热交换器的冷流体通道下游，第三温度传感器设置在热交换器的热流体通道上游，压差传感器测量热交换器的热流体通道上游与热交换器的热流体通道下游之间的压差，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸。

根据本发明的又一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，蒸发气体再液化系统被配置成通过以下方式将蒸发气体再液化：由压缩机压缩蒸发气体，通过利用热交换器与未被压缩的蒸发气体热交换来冷却被压缩的蒸发气体，并由减压器降低通过热交换而冷却的流体的压力，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，且在检测到热交换器故障时产生警报。

根据本发明的又一方面，提供一种从蒸发气体再液化系统排出润滑油的方法，蒸发气体再液化系统被配置成使用蒸发气体作为制冷剂来将蒸发气体再液化，其中蒸发气体在蒸发气体再液化时由热交换器使用蒸发气体作为制冷剂而冷却，并且基于以下来判断是否是时候排出冷凝或固化的润滑油：由设置在热交换器的冷流体通道上游的第一温度传感器测量的温度和由设置在热交换器的热流体通道下游的第四温度传感器测量的温度之间的温差与由设置在热交换器的冷流体通道下游的第二温度传感器测量的温度和由设置在热交换器的热流体通道上游的第三温度传感器测量的温度之间的温差之间的较低值，或者由设置在热交换器的热流体通道上游的第一压力传感器测量的压力和由设置在热交换器的热流体通道下游的第二压力传感器测量的压力之间的压差。

根据本发明的又一方面，提供一种从蒸发气体再液化系统排出润滑油的方法，蒸发气体再液化系统被配置成使用蒸发气体作为制冷剂来将蒸发气体再液化，其中蒸发气体在蒸发气体再液化时由热交换器使用蒸发气体作为制冷剂而冷却，并且基于以下来判断是否是时候排出冷凝或固化的润滑油：由设置在热交换器的冷流体通道上游的第一温度传感器测量的温度和由设置在热交换器的热流体通道下游的第四温度传感器测量的温度之间的温差与由设置在热交换器的冷流体通道下游的第二温度传感器测量的温度和由设置在热交换器的热流体通道上游的第三温度传感器测量的温度之间的温差之间的较低值，或者由用于测量热交换器的热流体通道上游与热交换器的热流体通道下游之间的压差的压差传感器测量的压差。

根据本发明的又一方面，提供一种从蒸发气体再液化系统排出润滑油的方法，蒸发气体再液化系统被配置成通过以下方式来将蒸发气体再液化：由压缩机压缩蒸发气体，通过利用热交换器与未被压缩的蒸发气体热交换来冷却被压缩的蒸发气体，并且由减压器降低通过热交换而冷却的流体的压力，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，且如果满足以下条件中的至少一个，则确定是时候排出冷凝或固化的润滑油：热交换器上游的会在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体与被压缩机压缩并由热交换器冷却的蒸发气体之间的温差(下文称为"冷流温差")为第一预设值或高于预设值并且持续预定时间周期或更长时间周期的条件；在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体与被压缩机压缩并被送到热交换器的蒸发气体之间的温差(下文称为"热流温差")为第一预设值或大于第一预设值并且持续预定时间周期或更长时间周期的条件；以及被压缩机压缩并在热交换器上游的位置处送到热交换器的蒸发气体与在热交换器下游的位置处由热交换器冷却的蒸发气体之间的压差(下文称为"热流体通道压差")为第二预设值或大于第二预设值并且持续预定时间周期或更长时间周期的条件。

根据本发明的又一方面，提供一种从蒸发气体再液化系统排出润滑油的方法，蒸发气体再液化系统被配置成通过以下方式来将蒸发气体再液化：由压缩机压缩蒸发气体，通过利用热交换器与未被压缩的蒸发气体热交换来冷却被压缩的蒸发气体，并且由减压器降低通过热交换而冷却的流体的压力，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，并且如果为以下情形，则确定是时候排出冷凝或凝固的润滑油：热交换器上游的会在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体和被压缩机压缩并由热交换器冷却的蒸发气体之间的温差(下文称为"冷流温差")与在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体和被压缩机压缩并被送到热交换器的蒸发气体之间的温差(下文称为"热流温差")之间的较低值为第一预设值或大于第一预设值并且持续预定时间周期或更长时间周期，或者被压缩机压缩并在热交换器上游的位置处送到热交换器的蒸发气体与在热交换器下游的位置处由热交换器冷却的蒸发气体之间的压差(下文称为"热流体通道压差")为第二预设值或大于第二预设值并且持续预定时间周期或更长时间周期。

根据本发明的又一方面，提供一种从蒸发气体再液化系统排出润滑油的方法，蒸发气体再液化系统被配置成使用蒸发气体作为制冷剂来将蒸发气体再液化，其中基于设备的温差及压差中的至少一个来确定排出冷凝或固化的润滑油的时间点，并且产生警报以指示排出冷凝或固化的润滑油的时间点。

根据本发明的又一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用未被压缩机压缩的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；以及减压器，降低由热交换器冷却的流体的压力，蒸发气体再液化系统进一步包括：检测单元，设置在热交换器上游和/或下游，以检测热交换器是否被润滑油堵塞；以及警报器，基于检测单元的检测结果指示热交换器被润滑油堵塞。

根据本发明的又一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用未被压缩机压缩的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；减压器，设置在热交换器下游，且降低由热交换器冷却的流体的压力；旁通管线，设置在热交换器上游，使得会在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体沿旁通管线绕过热交换器供应到压缩机；以及旁通阀，设置在旁通管线上，且调节旁通管线的流体流速以及打开/关闭，其中当供应到压缩机的蒸发气体的压力低于压缩机的进气压力条件时，旁通阀部分地或全部地打开。

根据本发明的又一方面，提供一种向蒸发气体再液化系统的发动机供应燃料的方法，蒸发气体再液化系统被配置成通过以下方式来将蒸发气体再液化：由压缩机压缩蒸发气体，通过利用热交换器与未被压缩的蒸发气体热交换来冷却被压缩的蒸发气体，并且由减压器降低通过热交换而冷却的流体的压力，其中当供应到压缩机的蒸发气体的压力低于压缩机的进气压力条件时，会供应到压缩机的蒸发气体的部分或全部在绕过热交换器后供应到压缩机。

根据本发明的又一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用从存储罐排出的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；旁通管线，蒸发气体经由旁通管线在绕过热交换器后供应到压缩机；第二阀，设置在第二供应管线上，在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体经由第二供应管线供应到压缩机，第二阀调节第二供应管线的流体流速以及打开/关闭；以及减压器，设置在热交换器下游，且降低由热交换器冷却的流体的压力，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，且旁通管线在第二阀下游接合到第二供应管线。

根据本发明的又一方面，提供一种从蒸发气体再液化系统排出润滑油的方法，蒸发气体再液化系统被配置成通过以下方式将蒸发气体再液化：由压缩机压缩蒸发气体，通过利用热交换器与未被压缩的蒸发气体热交换来冷却被压缩的蒸发气体，并且由减压器降低通过热交换而冷却的流体的压力，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，且用于调节对应供应管线的流体流速以及打开/关闭的第二阀设置在第二供应管线上，在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体经由第二供应管线供应到压缩机，且其中蒸发气体在经由旁通管线绕过热交换器后被压缩机压缩，超过发动机燃料需求的过剩蒸发气体被供应到热交换器，以在利用在压缩机进行压缩期间温度升高的蒸发气体熔化冷凝的润滑油后排出冷凝的润滑油，且旁通管线在第二阀下游接合到第二供应管线。

根据本发明的又一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用从存储罐排出的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；旁通管线，蒸发气体经由旁通管线在绕过热交换器后供应到压缩机；第一阀，设置在第一供应管线上，会在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体经由第一供应管线供应到热交换器，第一阀调节第一供应管线的流体流速以及打开/关闭；以及减压器，设置在热交换器下游，且降低由热交换器冷却的流体的压力，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，且旁通管线在第一阀上游从第一供应管线分支。

根据本发明的又一方面，提供一种蒸发气体再液化系统，蒸发气体再液化系统包括：压缩机，压缩蒸发气体；热交换器，使用从存储罐排出的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机压缩的蒸发气体；旁通管线，蒸发气体经由旁通管线在绕过热交换器后供应到压缩机，旁通管线从第一供应管线分支，会被在热交换器中用作制冷剂的蒸发气体经由第一供应管线供应到热交换器；减压器，设置在热交换器下游，且降低由热交换器冷却的流体的压力；以及气/液分离器，设置在减压器下游，且将蒸发气体分离成通过再液化产生的液化气体与气态蒸发气体，其中压缩机包括至少一个油润滑型气缸，且由气/液分离器分离的气态蒸发气体沿第六供应管线从气/液分离器排出，第六供应管线在旁通管线的分支点上游接合到第一供应管线。

有益效果

根据本发明的实施例，使用现有设备、通过简单且经济的工艺可移除热交换器内部的冷凝或固化的润滑油，而无需安装单独的设备或供应用于移除润滑油的单独的流体。

根据本发明的实施例，通过在移除冷凝或固化的润滑油期间驱动发动机，可在发动机持续运行的同时检修热交换器。另外，使用发动机所未使用的过剩蒸发气体可移除冷凝或固化的润滑油。此外，使用发动机可燃烧与蒸发气体混合的润滑油。

根据本发明的实施例，如果润滑油被收集在改进的气/液分离器中，则可使用所述气/液分离器高效地排出熔化的或粘度降低的润滑油。

根据本发明的实施例，低温滤油器设置在减压器下游的位置、供液化气体从气/液分离器排出的第五供应管线及供蒸发气体从气/液分离器排出的第六供应管线中的至少一个处，从而实现对与蒸发气体混合的润滑油的高效移除。

根据本发明的实施例，即便使用现有设备而不使用单独的设备，也可在通过简单且经济的工艺维持再液化性能的同时，满足压缩机的进气压力条件及发动机的发动机燃料需求。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的蒸发气体再液化系统的示意图。

图2是根据本发明第二实施例的蒸发气体再液化系统的示意图。

图3是根据本发明第三实施例的蒸发气体再液化系统的示意图。

图4是根据本发明一个实施例的气/液分离器的放大图。

图5是根据本发明一个实施例的第二滤油器的放大图。

图6是根据本发明另一实施例的第二滤油器的放大图。

图7是根据本发明第四实施例的蒸发气体再液化系统的示意图。

图8是根据本发明一个实施例的减压器的放大图。

图9是根据本发明另一实施例的减压器的放大图。

图10是根据本发明一个实施例的热交换器及气/液分离器的放大图。

图11及图12是示出局部再液化系统(Partial Re-liquefaction System，PRS)中再液化量依据蒸发气体压力而变化的曲线图。

图13是图5及图6中所示过滤元件的平面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细阐述本发明的实施例。根据本发明的蒸发气体再液化系统可应用于各种船舶，例如配备有以天然气作为燃料的发动机的船舶、包括液化气体存储罐的船舶、海上结构物(marine structure)等。应理解，以下实施例可以各种方式修改，且不限制本发明的范围。

此外，根据本发明的系统的每一流体供应管线中的流体可视所述系统的运行条件而具有液相、气液混合相、气相以及超临界流体相(supercritical fluid phase)。

图1是根据本发明第一实施例的蒸发气体再液化系统的示意图。

参照图1，根据此实施例的蒸发气体再液化系统包括压缩机(200)、热交换器(100)、减压器(600)、旁通管线(BL)及旁通阀(590)。

压缩机(200)压缩从存储罐(T)排出的蒸发气体，且可包括多个气缸(210、220、230、240、250)以及多个冷却器(211、221、231、241、251)。被压缩机(200)压缩的蒸发气体可具有约150巴至350巴的压力。

被压缩机(200)压缩的一些蒸发气体可沿燃料供应管线(SL)供应到船舶的主发动机，而未由主发动机使用的另一蒸发气体可沿第三供应管线(L3)供应到热交换器(100)，以便经历再液化工艺。主发动机可为使用具有约300巴的压力的高压天然气作为燃料的ME-GI发动机。

已经过压缩机(200)的气缸中的一些气缸(210、220)的一些蒸发气体被划分并供应到发电机。根据此实施例的发电机可为使用具有约6.5巴的压力的低压天然气作为燃料的双燃料(duel fuel DF)发动机。

热交换器(100)使用从存储罐(T)排出并沿第一供应管线(L1)供应的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机(200)压缩并沿第三供应管线(L3)供应的蒸发气体。在热交换器(100)中用作制冷剂的蒸发气体沿第二供应管线(L2)送到压缩机(200)，且由热交换器(100)冷却的流体沿第四供应管线(L4)供应到减压器(600)。

减压器(600)降低被压缩机(200)压缩且接着由热交换器(100)冷却的蒸发气体的压力。蒸发气体气体的部分或全部通过由压缩机(200)进行的压缩、由热交换器(100)进行的冷却及由减压器(600)进行的减压而再液化。减压器(600)可为例如焦耳-汤姆孙阀(Joule-Thomson valve)等膨胀阀(expansion valve)，或者可为充气机(inflator)。

根据此实施例的蒸发气体再液化系统可进一步包括气/液分离器(700)，气/液分离器(700)设置在减压器(600)后面，以将仍处于气相中的蒸发气体与通过利用压缩机(200)、热交换器(100)及减压器(600)对蒸发气体气体进行的再液化产生的液化天然气分离。

由气/液分离器(700)分离的液化气体沿第五供应管线(L5)供应到存储罐(T)，且由气/液分离器(700)分离的蒸发气体可与从存储罐(T)排出的蒸发气体组合并被供应到热交换器(100)。

用于调节对应供应管线的流速以及打开/关闭的第九阀(582)可设置在第六供应管线(L6)上，具有气相的蒸发气体经由第六供应管线(L6)从气/液分离器(700)排出。

如果热交换器(100)不可用，例如，在热交换器(100)检修或故障时，从存储罐(T)排出的蒸发气体可被容许经由旁通管线(BL)绕过热交换器(100)。旁通管线(BL)设置有对旁通管线(BL)进行打开及关闭的旁通阀(590)。

图2是根据本发明第二实施例的蒸发气体再液化系统的示意图。

参照图2，根据此实施例的蒸发气体再液化系统包括热交换器(100)、第一阀(510)、第二阀(520)、第一温度传感器(810)、第二温度传感器(820)、压缩机(200)、第三温度传感器(830)、第四温度传感器(840)、第一压力传感器(910)、第二压力传感器(920)、减压器(600)、旁通管线(BL)及旁通阀(590)。

热交换器(100)使用从存储罐(T)排出的蒸发气体作为制冷剂，通过热交换来冷却被压缩机(200)压缩的蒸发气体。从存储罐(T)排出并在热交换器(100)中用作制冷剂的蒸发气体被送到压缩机(200)，且被压缩机(200)压缩的蒸发气体由热交换器(100)使用从存储罐(T)排出的蒸发气体作为制冷剂来冷却。

从存储罐(T)排出的蒸发气体沿第一供应管线(L1)供应到热交换器(100)并用作制冷剂，且在热交换器(100)中用作制冷剂的蒸发气体被沿第二供应管线(L2)送到压缩机(200)。被压缩机(200)压缩的蒸发气体的部分或全部沿第三供应管线(L3)供应到热交换器(100)以便被冷却，且由热交换器(100)冷却的流体沿第四供应管线(L4)供应到减压器(600)。

第一阀(510)设置在第一供应管线(L1)上以调节对应供应管线的流速以及打开/关闭，且第二阀(520)设置在第二供应管线(L2)上以调节对应供应管线的流速以及打开/关闭。

第一温度传感器(810)在第一供应管线(L1)上设置在热交换器(100)前面，以测量从存储罐(T)排出并供应到热交换器(100)的蒸发气体的温度。优选地，第一温度传感器(810)紧接于热交换器(100)设置在前面，以测量蒸发气体的紧接于在被供应到热交换器(100)前的温度。

本文中，用语“前面”指上游，且用语“后面”指下游。

第二温度传感器(820)在热交换器(100)下游设置在第二供应管线(L2)上，以测量在从存储罐(T)排出后在热交换器(100)中用作制冷剂的蒸发气体的温度。优选地，第二温度传感器(820)紧接于热交换器(100)设置在后面，以测量蒸发气体的紧接于在热交换器(100)中用作制冷剂后的温度。

压缩机(200)压缩在从存储罐(T)排出后在热交换器(100)中用作制冷剂的蒸发气体。被压缩机(200)压缩的蒸发气体可被供应到高压发动机中以用作燃料，且在被供应到高压发动机中后剩余的蒸发气体可被供应到热交换器(100)用于再液化。

用于调节对应供应管线的流速以及打开/关闭的第六阀(560)可设置在燃料供应管线(SL)上，被压缩机(200)压缩的蒸发气体经由燃料供应管线(SL)供应到高压发动机。

第六阀(560)用作安全装置，以在高压发动机的气体模式运行中断时切断向高压发动机供应蒸发气体。气体模式意指发动机使用天然气作为燃料运行的模式。当会用作燃料的蒸发气体不足时，发动机切换到燃油模式，以容许燃油用作发动机的燃料。

用于调节对应供应管线的流速以及打开/关闭的第七阀(570)可设置在供应管线上，被压缩机(200)压缩的蒸发气体中高于高压发动机燃料需求的过剩蒸发气体经由所述供应管线供应到热交换器(100)。

当被压缩机(200)压缩的蒸发气体被供应到高压发动机时，压缩机(200)可将蒸发气体压缩到高压发动机所需的压力。高压发动机可为使用高压蒸发气体作为燃料的ME-GI发动机。

已知ME-GI发动机使用具有约150巴至400巴、优选地约150巴至约350巴、更优选约300巴的压力的天然气作为燃料。压缩机(200)可将蒸发气体压缩到约150巴至约350巴的压力，以便将被压缩的蒸发气体供应到ME-GI发动机。

可使用在约6巴至约20巴的压力下使用蒸发气体作为燃料的X-DF发动机或DF发动机来代替ME-GI发动机作为主发动机。在此种情形中，由于用于供应到主发动机的被压缩的蒸发气体具有低的压力，因此会供应到主发动机的被压缩的蒸发气体可被进一步压缩以将蒸发气体再液化。用于再液化的被进一步压缩的蒸发气体可具有约80巴至250巴的压力。

图11及图12是示出局部再液化系统(PRS)中再液化量依据蒸发气体压力而变化的曲线图。再液化目标蒸发气体意指会通过冷却而再液化的蒸发气体，且与用作制冷剂的蒸发气体不同。

参照图11及图12，可看出，当蒸发气体的压力在150巴至170巴范围内时，再液化量达到最大值，且当蒸发气体的压力在150巴至300巴范围内时，再液化量实质上无变化。因此，作为高压发动机，使用具有约150巴至约350巴(主要为300巴)的压力的蒸发气体作为燃料的ME-GI发动机可容易地控制再液化系统向高压发动机供应燃料，同时维持高液化量。

压缩机(200)可包括多个气缸(210、220、230、240、250)以及分别设置在所述多个气缸(210、220、230、240、250)下游的多个冷却器(211、221、231、241、251)。冷却器(211、221、231、241、251)冷却被气缸(210、220、230、240、250)压缩且具有高压及高温的蒸发气体。

在其中压缩机(200)包括所述多个气缸(210、220、230、240、250)的结构中，发送到压缩机(200)的蒸发气体利用所述多个气缸(210、220、230、240、250)通过多个阶段进行压缩。气缸(210、220、230、240、250)中的每一者可用作压缩机(200)中的每一者的压缩端子。

压缩机(200)可包括第一重新循环管线(RC1)，已通过第一气缸(210)及第一冷却器(211)的蒸发气体的部分或全部经由第一重新循环管线(RC1)供应到第一气缸(210)的前端；第二重新循环管线(RC2)，已通过第二气缸(220)及第二冷却器(221)的蒸发气体的部分或全部经由第二重新循环管线(RC2)供应到第二气缸(220)的前端；第三重新循环管线(RC3)，已通过第三汽缸(230)及第三冷却器(231)的蒸发气体的部分或全部经由第三重新循环管线(RC3)供应到第三汽缸(230)的前端；以及第四重新循环管线(244)，已通过第四气缸(240)、第四冷却器(241)、第五气缸(250)及第五冷却器(251)的蒸发气体的部分或全部经由第四重新循环管线(244)供应到第四气缸(240)的前端。

另外，用于调节对应供应管线的流速以及打开/关闭的第一重新循环阀(541)可设置在第一重新循环管线(RC1)上，用于调节对应供应管线的流速以及打开/关闭的第二重新循环阀(542)可设置在第二重新循环管线(RC2)上，用于调节对应供应管线的流速以及打开/关闭的第三重新循环阀(543)可设置在第三重新循环管线(RC3)上，且用于调节对应供应管线的流速以及打开/关闭的第四重新循环阀(543)可设置在第四重新循环管线(RC4)上。

当存储罐(T)具有低的压力以满足压缩机(200)所需的进气压力条件时，重新循环管线(RC1、RC2、RC3、RC4)通过重新循环蒸发气体的部分或全部来保护压缩机(200)。当不使用重新循环管线(RC1、RC2、RC3、RC4)时，重新循环阀(541、542、543、544)关闭，且当不满足压缩机(200)所需的进气压力条件且需要使用重新循环管线(RC1、RC2、RC3、RC4)时，重新循环阀(541、542、543、544)打开。

尽管图2示出其中已通过压缩机(200)的所述多个气缸(210、220、230、240、250)中的所有气缸的蒸发气体被供应到热交换器(100)的结构，已通过气缸(210、220、230、240、250)中的一些气缸的蒸发气体可在压缩机(200)中被划分成供应到热交换器(100)。

另外，已通过气缸(210、220、230、240、250)中的一些气缸的蒸发气体可在压缩机(200)中被划分成供应到低压发动机以便用作燃料，且过剩部分可被供应到气体燃烧单元(Gas Combustion Unit，GCU)以便燃烧。

低压发动机可为使用具有约6巴至10巴的压力的蒸发气体作为燃料的DF发动机(例如，DFDE)。

压缩机(200)中所包括的气缸(210、220、230、240、250)中的一些气缸可以无油润滑方式(oil-free lubricated)运行，且其他气缸可以油润滑(oil lubricated)方式运行。具体来说，当蒸发气体被压缩到80巴或大于80巴、优选地为(100)巴或大于(100)巴时，为使用被压缩机(200)压缩的蒸发气体作为高压发动机的燃料或者为了再液化效率，压缩机(200)包括油润滑型气缸，以便将蒸发气体压缩到高压。

在相关技术中，用于润滑和冷却的润滑油被供应到往复型压缩机(200)(例如其活塞密封部分)，以便将蒸发气体压缩到(100)巴或大于(100)巴。

由于润滑油被供应到油润滑型气缸，因此一些润滑油与已通过相关技术中的油润滑型气缸的蒸发气体混合。本发明的发明人发现，与被压缩的蒸发气体混合的润滑油在热交换器(100)中的蒸发气体之前冷凝或固化而堵塞热交换器(100)的流体通道。

根据此实施例的蒸发气体再液化系统可进一步包括油分离器(300)及设置在压缩机(200)与热交换器(100)之间的第一滤油器(410)，以从蒸发气体中分离油。

油分离器(300)通常分离呈液相的润滑油，且第一滤油器(410)分离呈气(Vapor)相或呈雾(Mist)相的润滑油。由于油分离器(300)分离具有比由第一滤油器(410)分离的润滑油更大粒径的润滑油，因此油分离器(300)设置在第一滤油器(410)上游，使得被压缩机(200)压缩的蒸发气体可在依序通过油分离器(300)及第一滤油器(410)后供应到热交换器(100)。

尽管图2示出其中蒸发气体再液化系统包括油分离器(300)与第一滤油器(410)二者的结构，然而根据此实施例的蒸发气体再液化系统可包括油分离器(300)及第一滤油器(410)中的一者。优选地，使用油分离器(300)与第一滤油器(410)二者。

另外，尽管图2示出其中第一滤油器(410)在压缩机(200)下游设置到第二供应管线(L2)的结构，然而第一滤油器(410)也可在热交换器(100)上游设置到第三供应管线(L3)，且可设置有多个以便并行地布置。

在其中蒸发气体再液化系统包括油分离器(300)及第一滤油器(410)中的一者且压缩机(200)包括无油润滑型气缸及油润滑型气缸的结构中，已通过油润滑型气缸的蒸发气体可被供应到油分离器(300)和/或第一滤油器(410)，且仅通过无油润滑型气缸的蒸发气体可在不通过油分离器(300)或滤油器(410)的情况下被直接供应到热交换器(100)。

举例来说，根据此实施例的压缩机(200)包括五个气缸(210、220、230、240、250)，其中前三个气缸(210、220、230)可为无油润滑型气缸，且后两个气缸(240、250)可为油润滑型气缸。此处，在根据此实施例的蒸发气体再液化系统中，在以三个阶段或小于三个阶段划分蒸发气体时，蒸发气体可在不通过油分离器(300)或第一滤油器(410)的情况下被直接供应到热交换器(100)，而在以四个阶段或大于四个阶段划分蒸发气体时，蒸发气体可在通过油分离器(300)和/或第一滤油器(410)后供应到第一热交换器(100)。

第一滤油器(410)可为聚结(Coalescer Type)滤油器。

止回阀(550)可在压缩机(200)与高压发动机之间设置在燃料供应管线(SL)上。止回阀(550)用于在高压发动机停止时防止蒸发气体返回并损坏压缩机。

在其中蒸发气体再液化系统包括油分离器(300)和/或第一滤油器(410)的结构中，止回阀(550)可设置在油分离器(300)和/或第一滤油器(410)下游，以便防止蒸发气体流回油分离器(300)和/或第一滤油器(410)。

另外，由于当膨胀阀(600)突然关闭时蒸发气体可能流回压缩机(200)并损坏压缩机(200)，因此止回阀(550)可设置在第三供应管线(L3)从燃料供应管线(SL)分支的分支点上游。

第三温度传感器(830)在热交换器(100)上游设置在第三供应管线(L3)上，以测量被压缩机(200)压缩且接着被供应到热交换器(100)的蒸发气体的温度。优选地，第三温度传感器(830)紧接于热交换器(100)设置在前面，以测量蒸发气体的紧接于在被供应到热交换器(100)前的温度。

第四温度传感器(840)在热交换器(100)下游设置在第四供应管线(L4)上，以测量被压缩机(200)压缩且接着由热交换器(100)冷却的蒸发气体的温度。优选地，第四温度传感器(840)紧接于热交换器(100)设置在后面，以测量蒸发气体的紧接于在由热交换器(100)冷却后的温度。

第一压力传感器(910)在热交换器(100)上游设置在第三供应管线(L3)上，以测量被压缩机(200)压缩并被供应到热交换器(100)的蒸发气体的压力。优选地，第一压力传感器(910)紧接于热交换器(100)设置在前面，以测量蒸发气体的紧接于在被供应到热交换器(100)前的压力。

第二压力传感器(920)在热交换器(100)的下游设置在第四供应管线(L4)上，以测量被压缩机(200)压缩并接着由热交换器(100)冷却的蒸发气体的压力。优选地，第二压力传感器(920)紧接于热交换器(100)设置在后面，以测量蒸发气体的紧接于在由热交换器(100)冷却后的压力。

如图2中所示，尽管期望将第一温度传感器(810)至第四温度传感器(840)、第一压力传感器(910)及第二压力传感器(920)中的所有者提供到再液化系统，然而应理解，本发明并不限于此。作为另外一种选择，再液化系统可仅设置有第一温度传感器(810)与第四温度传感器(840)('第一对(pair)')、仅设置有第二温度传感器(820)与第三温度传感器(830)('第二对')、仅设置有第一压力传感器(910)与第二压力传感器(920)('第三对')或者设置有所述第一对至所述第三对中的两对。

减压器(600)设置在热交换器(100)下游，以对被压缩机(200)压缩且接着由热交换器(100)冷却的蒸发气体进行减压。蒸发气体气体的部分或全部通过由压缩机(200)进行的压缩、由热交换器(100)进行的冷却及由减压器(600)进行的减压而再液化。减压器(600)可为例如焦耳-汤姆孙阀等膨胀阀，或者可为充气机。

根据此实施例的蒸发气体再液化系统可进一步包括设置在减压器(600)下游的气/液分离器(700)，以从通过利用压缩机(200)、热交换器(100)及减压器(600)将蒸发气体再液化而产生的液化天然气分离仍呈气相的蒸发气体。

由气/液分离器(700)分离的液化气体沿第五供应管线(L5)供应到存储罐(T)，且由气/液分离器(700)分离的蒸发气体可与沿第六供应管线(L6)从存储罐(T)排出的蒸发气体组合并被供应到热交换器(100)。

尽管图2示出其中由气/液分离器(700)分离的蒸发气体与从存储罐(T)排出的蒸发气体组合并接着被供应到热交换器(100)的结构，然而应理解，本发明并不限于此。举例来说，热交换器(100)可由三个流体通道构成，且由气/液分离器(700)分离的蒸发气体可沿单独的流体通道供应到热交换器(100)，以便在热交换器(100)中用作制冷剂。

作为另外一种选择，可省略气/液分离器(700)，且蒸发气体再液化系统可被配置成容许流体通过由减压器(600)进行的减压而部分地或全部地再液化，以直接供应到存储罐(T)。

用于调节对应供应管线的流速以及打开/关闭的第八阀(581)可设置在第五供应管线(L5)上。气/液分离器(700)中的液化气体的液位(level)由第八阀(581)调节。

用于调节对应供应管线的流速以及打开/关闭的第九阀(582)可设置在第六供应管线(L6)上。气/液分离器(700)的内部压力可由第九阀(582)调节。

图4是根据本发明一个实施例的气/液分离器的放大图。参照图4，气/液分离器(700)可设置有测量气/液分离器(700)中的天然气的液位的流体液位传感器(940)。

根据此实施例的蒸发气体再液化系统可包括设置在减压器(600)与气/液分离器(700)之间的第二滤油器(420)，以过滤与经历由减压器(600)进行的减压的流体混合的润滑油。

参照图2及图4，第二滤油器(420)可在减压器(600)与气/液分离器(700)之间设置在第四供应管线(L4)上(图4中的位置A)、供再液化的气体从气/液分离器(700)排出的第五供应管线(L5)上(图4中的位置B)或者供气态蒸发气体从气/液分离器(700)排出的第六供应管线(L6)上(图4中的位置C)。图2示出其中第二滤油器(420)设置在图4中的位置A处的结构。

由气/液分离器(700)分离的蒸发气体可与从存储罐(T)排出的蒸发气体组合并被供应到热交换器(100)的冷流体通道。此处，由于润滑油被收集在气/液分离器(700)中，因此可能的是，即使少量的润滑油也可与由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体混合。

本发明的发明人发现，当由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体与润滑油混合并被送到热交换器(100)的冷流体通道时，与其中和被压缩机(200)压缩的蒸发气体混合的润滑油被供应到热交换器(100)的热流体通道的情形相比，可能出现更困难的情况。

由于会在热交换器(100)中用作制冷剂的流体被送到热交换器(100)的冷流体通道，因此在再液化系统的整个运行期间供应低温蒸发气体，而具有高到足以熔化冷凝或固化的油的温度的流体不被供应到再液化系统。因此，极难移除积聚在热交换器(100)的低温流体通道中的冷凝或固化的油。

为将由气/液分离器(700)分离的润滑油与气态蒸发气体的混合物被供应到热交换器(100)的冷流体通道的可能性降至尽可能低，第二滤油器(420)可设置在图4中的位置A或位置C处。

在其中第二滤油器(420)设置在图4中的位置C处的结构中，由于熔化的或粘度降低的润滑油中的大部分润滑油被以液相收集在气/液分离器(700)中，且沿第六供料管线(L6)排出的气态润滑油的量为小的，因此优点在于再液化系统具有高过滤效率且不需要频繁更换第二滤油器(420)。

在其中第二滤油器(420)设置在图4中的位置B处的结构中，由于可防止润滑油流入到存储罐(T)中，因此有可能防止存储罐(T)中所存储的液化气体被污染。

由于第一滤油器(410)设置在压缩机(200)下游，且被压缩机(200)压缩的蒸发气体具有约40℃至约45℃的温度，因此不必要使用低温滤油器。然而，由于压力通过减压器(600)而降低的流体具有约-160℃至约-150℃的温度，以容许蒸发气体的至少部分再液化，且由于由气/液分离器(700)分离的液化气体与蒸发气体具有约-160℃至约-150℃的温度，因此第二滤油器(420)必须设计用于低温，而不管在图4中的位置A、B、C及D中第二滤油器(420)的位置如何。

另外，由于与被压缩机(200)压缩的蒸发气体混合且具有约40℃至45℃的温度的大部分润滑油具有液相或雾(Mist)相，因此油分离器(300)被设计成适合于分离为液相的润滑油，且第一滤油器(410)被设计成适合于分离为雾相的润滑油(为雾相的润滑油可包括一些呈气相的润滑油)。

相反，作为低温流体且压力通过减压器(600)而降低的流体、由气/液分离器(700)分离的蒸发气体及以低于流动点的固相(或固化状态)与由气/液分离器(700)分离的液化气体混合的润滑油，第二滤油器(420)被设计成适合于分离呈固相(或固化状态)的润滑油。

图5是根据本发明一个实施例的第二滤油器的放大图，且图6是根据本发明另一实施例的第二滤油器的放大图。

参照图5及图6，第二滤油器(420)可具有如图5中所示的结构(下文称为'向下排出型')或如图6中所示的结构(下文称为'向上排出型')。在图5及图6中，虚线指示流体流动方向。

参照图5及图6，第二滤油器(420)包括固定板(425)及过滤元件(421)，且连接到流入管(422)、排出管(423)及排油管(424)。

过滤元件(421)被设置到固定板(425)上，以从流过流入管(422)的流体中分离润滑油。

图13是图5及图6中所示过滤元件(421)的平面图。参照图13，过滤元件(421)可具有中空(图13中的Z空间)的圆柱形形状，其中具有不同网孔的多个层彼此堆叠。在经由流入管(422)流入到第二滤油器(420)中的流体通过过滤元件(421)的多个层的同时，润滑油被从流体中过滤出来。过滤元件(421)可通过物理吸附方法分离润滑油。

由过滤元件(421)过滤的流体(蒸发气体、液化气体或为汽-液混合物的流体)经由排出管(423)排出，且由过滤元件(421)过滤的润滑油经由排油管(424)排出。

第二滤油器(420)的组件由能够承受低温条件的材料形成，以便从具有极低温度的流体中分离润滑油。过滤元件(421)可由能够承受低温条件的金属(Metal)形成，特别是不锈钢(SUS)。

参照图5，在向下排出型滤油器中，经由连接到滤油器的上部部分的流入管(422)供应的流体通过过滤元件(421)及界定在固定板(425)下方的空间(图5中的X)，且接着经由连接到滤油器的下部部分的排出管(423)排出。

在向下排出型滤油器中，固定板(425)连接到滤油器的下部部分，过滤元件(421)设置在固定板(425)的上表面上，且排出管(423)连接到滤油器的相对于固定板(425)而言与过滤元件(421)相对的一侧。

此外，在向下排出型滤油器中，流入管(422)优选地连接到会设置在过滤元件(421)的上端上方的滤油器，以便容许经由流入管(422)流入到滤油器中的流体甚至被过滤元件(421)的上部部分过滤(即，以便尽可能多地使用过滤元件)。

就流体流动而言，流入管(422)与排出管(423)设置在相对的侧上(相对于图5中的过滤元件(421)而言的左侧与右侧上)是所期望的，且由于由过滤元件(421)过滤的润滑油被收集在滤油器的下侧处，因此排油管(424)连接到过滤元件(421)的下部部分是所期望的。

在向下排出型滤油器中，排油管(424)可连接到滤油器，以紧邻于固定板(425)设置在上方。

如图5(a)中所示，当主要由液体成分(例如，90体积百分比(％)的液体及10体积％的气体)构成的流体被供应到向下排出型滤油器时，流体由于液体成分的高密度而产生向下流动，从而确保良好的过滤效果。

另一方面，如图5(b)中所示，当由气态成分(例如，10体积％的液体及90体积％的气体)构成的流体被供应到向下排出型滤油器时，具有小密度的气态成分停留在滤油器的上部部分中，从而使流体流动及过滤效果劣化。

参照图6，在向上排出型滤油器中，经由连接到滤油器的下部部分的流入管(422)供应的流体通过过滤元件(421)及界定在固定板(425)上方的空间(图6中的Y)，且接着经由连接到滤油器的上部部分的排出管(423)排出。

在向上排出型滤油器中，固定板(425)连接到滤油器的上部部分，过滤元件(421)设置在固定板(425)的下表面上，且排出管(423)连接到滤油器的相对于固定板(425)而言与过滤元件(421)相对的一侧。

此外，在向上排出型滤油器中，流入管(422)优选地连接到会设置在过滤元件(421)的下端下方的滤油器，以便容许经由流入管(422)流入到滤油器中的流体甚至被过滤元件(421)的下部部分过滤(即，以便尽可能多地使用过滤元件)。

就流体流动而言，流入管(422)与排出管(423)设置在相对的侧上(相对于图6中的过滤元件(421)而言的左侧与右侧上)是所期望的，且由于由过滤元件(421)过滤的润滑油被收集在滤油器的下侧处，因此排油管(424)连接到过滤元件(421)的下部部分是所期望的。

参照图6，在向上排出型滤油器中，经由连接到滤油器的下部部分的流入管(422)供应到滤油器的流体通过过滤元件(421)，且经由连接到滤油器的上部部分的排出管(423)排出。由过滤元件(421)过滤的润滑油经由单独的管(424)排出。

如图6(a)中所示，当主要由气态成分(例如，10体积％的液体及90体积％的气体)构成的流体被供应到向上排出型滤油器时，流体由于气态成分的低密度而产生向上流动，从而在确保良好过滤效果的同时提供适合的向上流动。

另一方面，如图6(b)中所示，当由液体成分(例如，90体积％的液体及10体积％的气体)构成的流体被供应到向上排出型滤油器时，具有高密度的液体成分停留在滤油器的下部部分中，从而使流体流动及过滤效果劣化。

因此，在其中第二滤油器(420)设置在图4所示位置B处的结构中，如图5中所示的向下排出型滤油器用作第二滤油器(420)是所期望的，且当第二滤油器(420)设置在图4所示位置C处时，如图6中所示的向上排出型滤油器用作第二滤油器(420)是所期望的。

在其中第二滤油器(420)设置在图4中的位置A处的结构中，压力通过减压器(600)而降低的流体是气-液混合物(理论上(100)％再液化是可能的)，其中气体成分的体积比高于液体成分的体积比。因此，如图中所示的向上排出型滤油器用作第二滤油器(420)是所期望的。

根据实施例，旁通管线(BL)在热交换器(100)上游从第一供应管线(L1)分支，以绕过热交换器(100)，且在热交换器(100)下游接合到第二供应管线(L2)。

通常，绕过热交换器的旁通管线设置在热交换器内部，以与热交换器集成。在其中旁通管线设置在热交换器内部的结构中，当设置在热交换器上游和/或下游的阀关闭时，流体可不被供应到热交换器及旁通管线。

在本发明的实施例中，旁通管线(BL)设置在热交换器(100)外部，以与热交换器(100)分离，且在第一阀(510)上游从第一供应管线(L1)分支，且在第二阀(520)下游接合到第二供应管线(L2)，使得即使当热交换器(100)上游的第一阀(510)和/或热交换器(100)下游的第二阀(520)关闭时，蒸发气体也可被送到旁通管线(BL)。

旁通阀(590)设置在旁通管线(BL)上，且当需要使用旁通管线(BL)时打开。

根本上，当热交换器(100)可能无法使用时，例如，当热交换器(100)发生故障或被检修时，将使用旁通管线(BL)。例如，如果当根据此实施例的蒸发气体再液化系统将被压缩机(200)压缩的蒸发气体的部分或全部送到高压发动机时热交换器(100)可能无法使用，则从存储罐(T)排出的蒸发气体被沿旁通管线(BL)绕过热交换器(100)直接送到压缩机(200)，而不再将高压发动机所未使用的过剩蒸发气体再液化，且在将过剩蒸发气体送到GCU以燃烧所述过剩蒸发气体的同时，被压缩机(200)压缩的蒸发气体被供应到高压发动机。

在使用旁通管线(BL)来检修热交换器(100)时，例如，当热交换器(100)的流体通道被冷凝或固化的润滑油堵塞时，冷凝或固化的润滑油可被经由旁通管线(BL)移除。

另外，如果由于在船舶的压载状态(ballast condition)下存在少量过剩蒸发气体而不需要将蒸发气体再液化，则从存储罐(T)排出的蒸发气体中的所有蒸发气体可被送到旁通管线(BL)，以容许蒸发气体中的所有蒸发气体在绕过热交换器(100)的同时被直接送到压缩机(200)。被压缩机(200)压缩的蒸发气体被用作高压发动机的燃料。如果确定由于存在少量过剩蒸发气体而不需要将蒸发气体再液化，则旁通阀(590)可被控制成自动打开。

本发明的发明人发现，当蒸发气体经由根据实施例的具有窄流体通道的热交换器供应到发动机时，蒸发气体由于热交换器而遭受严重的压降(pressure drop)。如上所述，如果不需要将蒸发气体再液化，则可通过在绕过热交换器的同时压缩蒸发气体而将燃料平稳地供应到发动机。

另外，由于未再液化的蒸发气体的量增加，因此旁通管线(BL)也可用于将蒸发气体再液化。

当由于蒸发气体的量增加而需要将蒸发气体再液化时(即，在蒸发气体再液化的开始或重新开始时)，从存储罐(T)排出的蒸发气体中的所有者可被送到旁通管线(BL)，以容许蒸发气体中的所有蒸发气体在绕过热交换器(100)的同时被直接送到压缩机(200)，且被压缩机(200)压缩的蒸发气体可被送到热交换器(100)的热流体通道。被压缩机(200)压缩的蒸发气体中的一些蒸发气体可被供应到高压发动机。

当热交换器(100)的热流体通道的温度在蒸发气体再液化开始或重新开始时通过前述工艺增加时，优点在于蒸发气体再液化可在移除在前面的蒸发气体再液化工艺中可能保留在热交换器(100)、其他设备、管等中的任何冷凝或固化的润滑油、其他残留物或杂质之后开始。

残留物可包括被压缩机(200)压缩且接着在前面的蒸发气体液化中供应到热交换器的蒸发气体以及与被压缩机(200)压缩的蒸发气体混合的润滑油。

如果在蒸发气体再液化开始或重新开始时，从存储罐(T)排出的冷蒸发气体被直接供应到热交换器(100)而不通过旁通管线(BL)增加热交换器(100)的温度，则在热蒸发气体未被送到热交换器(100)的热流体通道的状态下，从存储罐(T)排出的冷蒸发气体被送到热交换器(100)的冷流体通道。因此，当热交换器(100)的温度降低时，热交换器(100)中保持非冷凝或非固化状态的润滑油也可冷凝或固化。

当旁通管线(BL)用于在一定时间周期内增加热交换器(100)的温度时(如果确定冷凝或固化的润滑油或其他杂质几乎被完全移除，则所述特定时间周期可由所属领域中的技术人员确定，且可为约1分钟至约30分钟、优选地为约3分钟至约10分钟且更优选地为约2分钟至约5分钟)，蒸发气体再液化通过缓慢打开第一阀(510)及第二阀(520)、同时缓慢关闭旁通阀(590)而开始。随着时间进一步推移，第一阀(510)及第二阀(520)完全打开，且旁通阀(590)完全关闭，以容许从存储罐(T)排出的蒸发气体中的所有蒸发气体用作制冷剂以将热交换器(100)中的蒸发气体再液化。

另外，当存储罐(T)的内部压力低时，旁通管线(BL)可用于满足压缩机(200)的进气压力条件。

此外，如果需要将存储罐(T)的内部压力控制到低压，则即使存储罐(T)的内部压力降低，旁通管线(BL)也可用于满足压缩机(200)的进气压力条件。

下面的说明将着重于使用旁通管线(BL)移除冷凝或固化的润滑油的情形以及当存储罐(T)的内部压力低时使用旁通管线(BL)来满足压缩机(200)的进气压力条件的情形。

1.使用旁通管线(BL)移除冷凝或固化润滑油的情形

本发明的发明人发现，由于一定量的润滑油与已通过压缩机(200)的油润滑型气缸的蒸发气体混合，且蒸发气体中所含有的润滑油在蒸发气体之前在热交换器(100)中冷凝或固化并积聚在热交换器(100)中，由于积聚在热交换器(100)中的冷凝或固化的润滑油的量增加，因此需要在预定的时间周期后从热交换器(100)中移除冷凝或固化的润滑油。

特别地，尽管考虑到待再液化的蒸发气体的压力和/或流速、再液化效率等，根据此实施例的热交换器(100)为印刷电路热交换器(Printed Circuit Heat Exchanger，PCHE，也称为扩散结合型紧凑式热交换器(diffusion bonded compact heat exchanger，DCHE))是所期望的，然而PCHE具有窄的蛇形流体通道(微通道型流体通道)，且因此具有例如流体通道容易被冷凝或固化的润滑油堵塞、冷凝或固化的润滑油容易积聚在流体通道的蛇形部分处等问题。PCHE(DCHE)由神户制钢有限公司(Kobelko Co.,Ltd.)、阿法拉伐有限公司(Alfalaval Co.,LTd.)等制造。

冷凝或固化的润滑油可以通过以下步骤移除：

1)判断是否是时候移除冷凝或固化的润滑油；

2)打开旁通阀(590)、同时关闭第一阀(510)及第二阀(520)；

3)通过压缩机(200)压缩从存储罐(T)排出且已通过旁通管线(BL)的蒸发气体；

4)将被压缩机(200)压缩的热蒸发气体的部分或全部送到热交换器(100)；

5)将已通过热交换器(100)的蒸发气体送到气/液分离器(700)；

6)从气/液分离器(700)排出润滑油；以及

7)判断热交换器(100)是否正常化。

1)判断是否是时候移除冷凝或固化的润滑油的步骤

当热交换器(100)的流体通道被冷凝或固化的润滑油堵塞时，热交换器(100)的冷却效率可能降低。因此，如果热交换器(100)的性能下降到低于正常性能的预设值，则可估计冷凝或固化的润滑油以一定的量或更多的量积聚在热交换器(100)中。举例来说，如果热交换器(100)的性能下降到正常性能的约50％至约90％、优选地约60％至约80％、更优选地约70％或小于70％，则可确定是时候从热交换器(100)移除冷凝或固化的润滑油。

本文中，正常性能的“约50％至约90％”的范围包括约50％或小于50％、约60％或小于60％、约70％或小于70％、约80％或小于80％以及约90％或小于90％的值中的所有值，且正常性能的“约60％至约80％”的范围包括约60％或小于60％、约70％或小于70％以及约80％或小于80％的值中的所有值。

当热交换器(100)的性能劣化时，被供应到热交换器(100)的冷蒸发气体(L1)与从热交换器(100)排出的冷蒸发气体(L4)之间的温差增加，且从热交换器(100)排出的热蒸发气体(L2)与供应到热交换器(100)的热蒸发气体(L3)之间的温差也增加。另外，当热交换器(100)的流体通道被冷凝或固化的润滑油堵塞时，热交换器(100)的流体通道变窄，从而使热交换器(100)的前端(L3)与后端(L4)之间的压差增加。

因此，基于被供应到热交换器(100)或从热交换器(100)排出的冷流体的温差(810、840)、被供应到热交换器(100)或从热交换器(100)排出的热流体的温差(820、830)以及热交换器(100)的热流体通道的压差(910、920)，可判断是否是时候移除冷凝或固化的润滑油。

具体来说，如果如由第一温度传感器(810)测量的从存储罐(T)排出并被供应到热交换器(100)的蒸发气体的温度与如由第四温度传感器(840)测量的被压缩机(200)压缩并由热交换器(100)冷却的蒸发气体的温度之间的温差(意指绝对值，下文称为"冷流温差")高于正常温差并持续一定时间周期或更长时间周期，则可确定热交换在热交换器(100)中正常地进行。

举例来说，当其中冷流温差为20℃至50℃或高于50℃、优选地为30℃至40℃或高于40℃、更优选地为约35℃或高于35℃的状态持续1小时或1小时以上时，可确定是时候排出冷凝或固化的润滑油。

当热交换器(100)正常运行时，被压缩机(200)压缩到约300巴的蒸发气体具有约40℃至约45℃的温度，且从存储罐(T)排出且具有约-160℃至约-140℃的温度的蒸发气体被供应到热交换器(100)。此处，在递送到热交换器(100)期间，从存储罐(T)排出的蒸发气体的温度增加到约-150℃至约-110℃、优选地为约-120℃。

在根据此实施例的包括气/液分离器(700)的蒸发气体再液化系统中，当由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体与从存储罐(T)排出的蒸发气体组合且接着被供应到热交换器(100)时，最终供应到热交换器(100)的蒸发气体的温度低于从存储罐(T)排出到热交换器(100)的蒸发气体的温度，且随着由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体的量的增加，被供应到热交换器(100)的蒸发气体的温度可进一步降低。

沿第三供应管线(L3)供应到热交换器(100)且具有约40℃至45℃的温度的蒸发气体由热交换器(100)冷却到约-130℃至约-110℃，且在正常状态下冷流温差优选地为约2℃至约3℃。

另外，如果如由第二温度传感器(820)测量的从存储罐(T)排出并由热交换器(100)用作制冷剂的蒸发气体的温度与如由第三温度传感器(830)测量的被压缩机(200)压缩并被供应到热交换器(100)的蒸发气体的温度之间的温差(意指绝对值，下文称为"热流温差")高于正常温差并持续一定时间周期或更长时间周期，则可确定热交换在热交换器(100)中正常进行。

当其中热流温差为20℃至50℃或高于50℃、优选地为30℃至40℃或高于40℃、更优选地为约35℃或高于35℃的状态持续1小时或1小时以上时，可确定是时候排出冷凝或固化的润滑油。

当热交换器(100)正常运行时，根据船舶的速度，从存储罐(T)排出且在被递送到热交换器(100)期间具有约-150℃至约-110℃(优选地为约-120℃)的稍微增加的温度的蒸发气体可在于热交换器(100)中用作制冷剂后具有约-80℃至40℃的温度，而在热交换器(100)中用作制冷剂且具有约-80℃至40℃的温度的蒸发气体被压缩机(200)压缩为具有约40℃至约45℃的温度。

此外，如果如由第一压力传感器(910)测量的被压缩机(200)压缩并被供应到热交换器(100)的蒸发气体的压力与如由第二压力传感器(920)测量的由热交换器(100)冷却的蒸发气体的温度之间的压差(下文称为"热流体通道压差")高于正常压差并持续一定时间周期或更长时间周期，则可确定热交换器(100)异常运行。

由于从存储罐(T)排出的蒸发气体不与油混合或者具有微量的油，且润滑油与蒸发气体混合的时间点是当蒸发气体被压缩机(200)压缩时，因此冷凝或固化的润滑油不会实质上积聚在热交换器(100)的使用从存储罐(T)排出的蒸发气体作为制冷剂的冷流体通道中，且接着将蒸发气体供应到压缩机(200)，并积聚在热交换器(100)的热流体通道中，在热流体通道中，被压缩机(200)压缩的蒸发气体被冷却并被供应到减压器(600)。

因此，由于热交换器(100)的前端与后端之间的压差因冷凝或固化的润滑油阻塞流体通道而在热流体通道中迅速增加，因此通过测量热交换器(100)的热流体通道的压力来判断是否是时候移除冷凝或固化的润滑油。

考虑到具有窄且蛇形的流体通道的PCHE可用作根据此实施例的热交换器，可有利地使用基于热交换器(100)的前端与后端之间的压差对是否是时候移除冷凝或固化的润滑油作出的判断。

举例来说，当热流体通道的压差是其正常压差的两倍或更多倍并持续1小时或1小时以上时，可确定是时候排出冷凝或固化的润滑油。

当热交换器(100)正常运行时，被压缩机(200)压缩的蒸发气体经历约0.5巴至约2.5巴、优选地约0.7巴至约1.5巴、更优选地约1巴的压降，即使当蒸发气体在通过热交换器(100)的同时被冷却，蒸发气体也不会遭受显著的压降。在热流体通道的压差为至少预定压力或大于预定压力的情况下，例如为1巴至5巴或大于5巴、优选地为1.5巴至3巴或大于3巴、更优选地为约2巴(200千帕(kPa))或大于2巴的状态时，可确定是时候排出冷凝或固化的润滑油。

尽管如上所述，可基于冷流温差、热流温差及热流体通道压差中的任一个来确定移除冷凝或固化的润滑油的时间点，然而为提高可靠性，可基于冷流温差、热流温差及热流体通道压差中的至少两个来确定移除冷凝或固化的润滑油的时间点。

举例来说，当冷流温差与热流温差之间的较低值在热流体通道的压差是其正常压差的两倍或更多倍或为200kPa或大于200kPa并持续1小时或1小时以上时维持在35℃或大于35℃达1小时或1小时以上时，可确定是时候移除冷凝或固化的润滑油。

第一温度传感器(810)、第二温度传感器(820)、第三温度传感器(830)、第四温度传感器(840)、第一压力传感器(910)及第二压力传感器(920)可被视为用于检测热交换器(100)是否被润滑油堵塞的检测工具。

另外，根据本发明实施例的蒸发气体再液化系统可进一步包括控制器(未示出)，以基于由第一温度传感器(810)、第二温度传感器(820)、第三温度传感器(830)、第四温度传感器(840)、第一压力传感器(910)及第二压力传感器(920)中的至少一者获得的检测结果来判断热交换器(100)是否被润滑油堵塞。控制器可被视为用于判断热交换器(100)是否被润滑油堵塞的判断工具。

2)打开旁通阀(590)、同时关闭第一阀(510)及第二阀(520)的步骤

如果在步骤1中确定是时候从热交换器(100)移除冷凝或固化的润滑油，则打开设置在旁通管线(BL)上的旁通阀(590)，且关闭设置在第一供应管线(L1)上的第一阀(510)及设置在第二供应管线(L2)上的第二阀(520)。

当打开旁通阀(590)、同时关闭第一阀(510)及第二阀(520)时，从存储罐(T)排出的蒸发气体被经由旁通管线(BL)送到压缩机(200)，且免于被供应到热交换器(100)。因此，制冷剂不被供应到热交换器(100)。

3)通过压缩机(200)压缩从存储罐(T)排出且已通过旁通管线(BL)的蒸发气体的步骤

从存储罐(T)排出的蒸发气体经由旁通管线(BL)绕过热交换器(100)且接着被送到压缩机(200)。被送到压缩机(200)的蒸发气体在被压缩机(200)压缩的同时经历温度和压力的增加。被压缩机(200)压缩到约300巴的蒸发气体具有约40℃至约45℃的温度。

4)将被压缩机(200)压缩的热蒸发气体的部分或全部送到热交换器(100)的步骤

当被压缩机(200)压缩的蒸发气体被持续供应到热交换器(100)时，不将在热交换器(100)中用作制冷剂且从存储罐(T)排出的冷蒸发气体供应到热交换器(100)，且将热蒸发气体持续供应到热交换器(100)，从而逐渐增加热交换器(100)的供被压缩机(200)压缩的蒸发气体通过的热流体通道的温度。

当热交换器(100)的热流体通道的温度超过润滑油的冷凝或固化点时，积聚在热交换器(100)中的冷凝或固化的润滑油逐渐熔化或粘度降低，且接着熔化或具有低粘度的润滑油与蒸发气体混合并离开热交换器(100)。

当使用旁通管线(BL)移除冷凝或固化的润滑油时，蒸发气体经由旁通管线(BL)、压缩机(200)、热交换器(100)的热流体通道、减压器(600)及气/液分离器(700)循环，直到热交换器(100)正常化为止。

另外，当冷凝物或固化的润滑油使用旁通管线(BL)而被移除时，从存储罐(T)排出并通过旁通管线(BL)、压缩机(200)、热交换器(100)的热流体通道及减压器(600)的蒸发气体可被送到单独的罐或与存储罐(T)分离的另一收集设施，使得蒸发气体与熔化或粘度降低的润滑油混合。存储在单独的罐或另一收集设施中的蒸发气体被送到旁通管线(BL)，以继续移除冷凝或固化的润滑油的工艺。

即使在其中气/液分离器(700)设置在减压器(600)下游的结构中，当由与熔化或粘度降低的润滑油混合的蒸发气体构成的流体被送到单独的罐或其他收集设施时，气/液分离器(700)提供与典型蒸发气体再液化系统的功能相同的功能，且熔化或粘度降低的润滑油不被收集在气/液分离器(700)中(熔化或粘度降低的润滑油由单独的罐或与存储罐(T)分离的其他收集设施收集)。因此，根据此实施例的蒸发气体再液化系统可省略被配置成排出润滑油的气/液分离器，从而能够降低成本。

5)将已通过热交换器(100)的蒸发气体送到气/液分离器(700)的步骤

随着热交换器(100)的热流体通道的温度增加，积聚在热交换器(100)中的冷凝或固化的润滑油逐渐熔化或粘度降低，且接着在与蒸发气体混合后被送到气/液分离器(700)。在经由旁通管线(BL)移除热交换器(100)中的冷凝或固化的润滑油的工艺中，由于蒸发气体未被再液化，因此在气/液分离器(700)中未收集未被再液化的气体，而是收集蒸发气体以及熔化或低粘度的润滑油。

将收集在气/液分离器(700)中的气态蒸发气体沿第六供料管线(L6)从气/液分离器(700)排出，并被沿旁通管线(BL)送到压缩机(200)。由于在步骤2中关闭第一阀(510)，因此将由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体与从存储罐(T)排出的蒸发气体组合，并沿旁通管线(BL)送到压缩机(200)，而不送到热交换器(100)的冷流体通道。

在第一阀(510)处于关闭状态的情况下，将由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体供应到旁通管线(BL)可防止蒸发气体中所含有的润滑油被供应到热交换器(100)，从而防止热交换器(100)的冷流体通道被阻塞。

其中将收集在气/液分离器(700)中的气态蒸发气体沿第六供料管线(L6)从气/液分离器(700)排出且接着沿旁通管线(BL)送回到压缩机(200)的循环过程继续进行，直到确定热交换器(100)的热流体通道的温度增加到被压缩机(200)压缩并被送到热交换器(100)的热流体通道的蒸发气体的温度为止。然而，循环过程可继续进行，直到凭经验确定已经过足够的时间为止。

在使用旁通管线(BL)从热交换器(100)移除冷凝或固化的润滑油期间，关闭第八阀(581)，以防止收集在气/液分离器(700)中的润滑油沿第五供应管线(L5)流动到存储罐(T)。如果润滑油被引入到存储罐(T)中，则存储在存储罐(T)中的液化气体的纯度可能会劣化，从而使液化气体的价值劣化。

6)从气/液分离器(700)排出润滑油的步骤

将从热交换器(100)排出的熔化或粘度降低的润滑油收集在气/液分离器(700)中。为处理收集在气/液分离器(700)中的润滑油，根据此实施例的蒸发气体再液化系统可采用通过改进典型的气/液分离器获得的气/液分离器(700)。

图10是根据本发明一个实施例的热交换器及气/液分离器的放大图。在图10中，为便于说明，省略了一些组件。

参照图10，气/液分离器(700)设置有润滑油排出管线(OL)及第五供应管线(L5)，收集在气/液分离器(700)中的润滑油经由润滑油排出管线(OL)排出，由气/液分离器(700)分离的液化气体被经由第五供应管线(L5)送到存储罐(T)。为使得收集在气/液分离器(700)的下部部分处的润滑油能够被高效地排出，润滑油排出管线(OL)被连接到气/液分离器(700)的下端，且在连接到润滑油排出管线(OL)的气/液分离器(700)中，第五供应管线(L5)的一端设置在气/液分离器(700)的下端上方。为防止第五供应管线(L5)被润滑油堵塞，当收集在气/液分离器(700)中的润滑油的量达到最大值时，第五供应管线(L5)的所述端设置在润滑油的液位上方是所期望的。

用于调节对应管线的流体流速以及打开/关闭的第三阀(530)可设置在润滑油排出管线(OL)上，且可设置有多个。

由于收集在气/液分离器(700)中的润滑油可自然排出或者可能需要很长时间排出，因此可通过氮气吹扫(nitrogen purging)来排出气/液分离器(700)中的润滑油。当氮气被以约5巴至7巴的压力供应到气/液分离器(700)时，气/液分离器(700)的内部压力增加，且使得润滑油能够快速排出。

为通过氮气吹扫从气/液分离器(700)排出润滑油，可将氮气供应管线(NL)设置成在热交换器(100)上游接合到第三供应管线(L3)。根据需要，可在不同的位置设置一定数目的氮气供料管线。

用于调节对应管线的流体流速以及打开/关闭的氮气阀(583)可设置在氮气供应管线(NL)上，且当不使用氮气供应管线(NL)时，氮气阀(583)通常保持在关闭状态。接着，当需要使用氮气管线(NL)向气/液分离器(700)供应氮气以用于氮气吹扫时，打开氮气阀(583)。氮气阀(583)可设置有多个。

尽管润滑油的排出可通过直接将氮气注入到气/液分离器(700)中的氮气吹扫来进行，然而如果已安装用于其他目的的氮气供应管线，则使用另一所安装的氮气供应管线从气/液分离器(700)排出润滑油是所期望的，所述另一所安装的氮气供应管线可预先设置用于其他目的。

在将从存储罐(T)排出的蒸发气体全部送到旁通管线(BL)以被压缩机(200)压缩、将被压缩机(200)压缩的蒸发气体送到热交换器(100)的热流体通道、将通过交换器(100)且压力在减压器(600)中降低的蒸发气体送到气/液分离器(700)及将从气/液分离器(700)排出的蒸发气体送到旁通管线(BL)的工艺后，如果确定热交换器(100)中的冷凝或固化的润滑油中的大部分被收集在气/液分离器(700)中(即，如果确定热交换器(100)正常化)，则通过阻挡被压缩机(200)压缩的蒸发气体流动到热交换器(100)中并打开氮气阀(583)来进行氮气吹扫。

7)判断热交换器(100)是否正常化的步骤

如果确定热交换器(100)通过从热交换器(100)排出冷凝器或固化的润滑油而再次正常化，且当从气/液分离器(700)排出润滑油的工艺完成时，蒸发气体再液化系统通过打开第一阀(510)及第二阀(520)、同时关闭旁通阀(590)而再次正常运行。当蒸发气体再液化系统正常运行时，从存储罐(T)排出的蒸发气体在热交换器(100)中用作制冷剂，且在热交换器(100)中用作制冷剂的蒸发气体的部分或全部通过由压缩机(200)进行的压缩、由热交换器(100)进行的冷却及由减压器(600)进行的减压而再液化。

如同在对是否是时候移除冷凝或固化的润滑油所作出的判断一样，对热交换器(100)是否再次正常化的判断是基于冷流温差、热流温差及热流体通道压差中的至少一者。

除热交换器(100)内部的冷凝或固化的润滑油以外，积聚在管、阀、仪器及其他设备中的冷凝或固化的润滑油也可通过上述工艺移除。

传统上，在使用旁通管线(BL)移除热交换器(100)内部的冷凝或固化的润滑油的步骤期间，可驱动高压发动机和/或低压发动机(下文称为'发动机')。在对燃料供应系统或再液化系统中所包括的设备的部分进行检修时，由于燃料可能无法被供应到发动机或者过剩的蒸发气体可能无法被再液化，因此发动机一般处于非驱动状态。

相反，如果发动机可如在本发明中一样在从热交换器(100)移除冷凝或固化的润滑油期间被驱动，则由于可在发动机运行期间检修热交换器(100)，因此优点在于可在检修热交换器(100)期间推动船舶并发电并且使用过剩的蒸发气体移除冷凝或固化的润滑油。

此外，当发动机在从热交换器(100)移除冷凝或固化的润滑油期间被驱动时，优点在于可在由压缩机(200)进行的压缩期间燃烧与蒸发气体混合的润滑油。也就是说，发动机不仅用于推动船舶或发电的目的，而且用于移除与蒸发气体混合的油。

另一方面，基于警报判断是否是时候移除冷凝或固化的润滑油的过程可包括①警报激活，和/或②警报产生。

图7是根据本发明第四实施例的蒸发气体再液化系统的示意图，图8是根据本发明一个实施例的减压器的放大图，且图9是根据本发明另一实施例的减压器的放大图。

参照图7，在本发明中，可并行地布置两个压缩机(200、210)。所述两个压缩机(200、210)可具有相同的规格，且可作为用于防备压缩机中的任一个发生故障的冗余方案(Redundancy)。为便于说明，省略了对其他装置的例示。

参照图7，在其中压缩机(200、210)并行布置的结构中，从存储罐(T)排出的蒸发气体被经由第七供应管线(L22)送到第二压缩机(210)，且被第二压缩机(210)压缩的蒸发气体被经由燃料供应管线(SL)部分地排出到高压发动机，同时过剩的蒸发气体被经由第八供应管线(L33)送到热交换器(100)以经历再液化工艺。用于调节对应管线的流速以及打开/关闭的第十阀(571)可设置在第八供应管线(L33)上。

在其他实施例中，两个减压器(600、610)可如图8中所示并行地布置，且串联布置的两对减压器(600、610)可如图9中所示并行地布置。

参照图8，并行地布置的两个减压器(600、610)可作为用于防备压缩机中的任一个发生故障的冗余方案，且减压器(600、610)中的每一者可在其前后端处设置有隔离(Isolation)阀(620)。

参照图9，串联连接的两对减压器(600、610)并行地布置。视制造商而定，两个减压器(600)串联连接以实现减压稳定性。并联连接的所述两对减压器(600、610)可作为防备减压器中的任一个发生故障的冗余方案(Redundancy)。

并联连接的减压器(600、610)中的每一者可在其前后端处设置有隔离阀(620)。由于减压器(600、610)等发生故障，在维护或检修减压器(600)时，图8及图9中所示的隔离(Isolation)阀(620)对减压器(600)进行隔离(Isolation)。

①警报激活

在其中蒸发气体再液化系统包括如图2中所示的一个压缩机(200)及一个减压器(600)的结构中，在减压器(600)的打开程度为预设值或大于预设值、第七阀(570)及第二阀(520)被打开以及气/液分离器(700)中的液化气体的液位为正常液位的条件下激活警报。

在其中蒸发气体再液化系统包括如图2中所示的一个压缩机(200)及如图8至所示的并联连接的两个减压器(600、610)的结构中，在第一减压器(600)或第二减压器(610)的打开程度为预设值或大于预设值、第七阀(570)及第二阀(520)被打开以及气/液分离器(700)中的液化气体的液位为正常液位的条件(下文称为'第一警报激活条件')下，激活警报。

在其中蒸发气体再液化系统包括如图2中所示的一个压缩机(200)及如图9中所示的并联连接的两对减压器(600、610)的结构中，在串联布置的两个第一减压(600)中的一者或串联连接的两个第二减压(610)中的一者的打开程度为预设值或大于预设值、第七阀(570)及第二阀(520)被打开以及气/液分离器(700)中的液化气体的液位为正常液位的条件(下文称为'第二警报激活条件')下，激活警报。

在其中蒸发气体再液化系统包括如图7中所示的并联连接的两个压缩机(200、210)及如图2中所示的一个减压器(600)的结构中，在减压器(600)的打开程度为预设值或大于预设值、第七阀(570)或第十阀(571)被打开、第二阀(520)被打开以及气/液分离器(700)中的液化气体的液位为正常液位的条件(下文称为'第三警报激活条件')下，激活警报。

在其中蒸发气体再液化系统包括如图7中所示的并联连接的两个压缩机(200、210)及如图8中所示的并联连接的两个减压器(600、610)的结构中，在第一减压器(600)或第二减压器(610)的打开程度为预设值或大于预设值、第七阀(570)或第十阀(571)被打开、第二阀(520)被打开以及气/液分离器(700)中的液化气体的液位为正常液位的条件(下文称为'第四警报激活条件')下，激活警报。

在其中蒸发气体再液化系统包括如图7中所示的并联连接的两个压缩机(200、210)及如图9中所示的并联连接的两对减压器(600、610)的结构中，在串联布置的两个第一减压(600)中的一者或串联连接的两个第二减压(610)中的一者的打开程度为预设值或大于预设值、第七阀(570)或第十阀(571)被打开、第二阀(520)被打开以及气/液分离器(700)中的液化气体的液位为正常液位的条件(下文称为'第五警报激活条件')下，激活警报。

在上述第一警报激活条件至第五警报激活条件下，第一减压器(600)或第二减压器(610)的预定打开程度可为2％，且气/液分离器(700)中的液化气体的正常液位意指其中可通过确认气/液分离器(700)中的再液化气体来确定再液化工艺正常施行的情形。

②警报产生

如果满足以下条件中的任一个，则可产生警报以指示用于移除冷凝或固化的润滑油的时间点：冷流温差为预设值或大于预设值并持续预定时间周期的条件、热流温差为预设值或大于预设值并持续预定时间周期的条件以及热流体通道压差为预设值或大于预设值并持续预定时间周期的条件。

为提高可靠性，如果满足以下条件中的至少两个，则可产生警报以指示移除冷凝或固化的润滑油的时间点：冷流温差为预设值或大于预设值并持续预定时间周期的条件、热流温差为预设值或大于预设值并持续预定时间周期的条件以及热流体通道压差为预设值或大于预设值并持续预定时间周期的条件。

此外，如果冷流温差及热流温差中的较低值为预设值或大于预设值并持续预定时间周期(或条件)，或者如果热流体通道的压差为预设值或大于预设值并持续预定时间周期，则可产生警报以指示移除冷凝或固化的润滑油的时间点。

根据本发明，热交换器的异常、警报产生等可通过适合的控制器来确定。作为用于确定热交换器异常、警报产生等的控制器，可使用由根据本发明的蒸发气体再液化系统使用的控制器、优选地由根据本发明的蒸发气体再液化系统所应用于的船舶或海上结构使用的控制器，且也可使用用于确定热交换器的异常、警报的发生等的单独的控制器。

另外，旁通管线的使用、润滑油的排出、发动机的燃料供应、蒸发气体再液化系统的启动或重启以及用于这些组件的各种阀的打开或关闭可通过控制器来自动地或手动地控制。

2.其中当存储罐(T)的内部压力低时使用旁通管线(BL)来满足压缩机(200)的进气压力条件的情形

在其中存储罐(T)具有低的内部压力的情形中，例如当由于存储罐(T)中的液化气体量小而导致所产生的蒸发气体量小时，或者如果由于船舶的高速而导致被供应到发动机以用于推动船舶的蒸发气体量大，则压缩机(200)通常不满足压缩机(200)上游的进气压力条件。

具体来说，在用作热交换器(100)的PCHE(DCHE)中，当从存储罐(T)排出的蒸发气体通过PCHE时，由于PCHE的流体通道窄，因此压降大。

传统上，当压缩机(200)无法满足进气压力条件时，重新循环阀(541、542、543、544)被打开，以通过经由重新循环管线(RC1、RC2、RC3、RC4)重新循环蒸发气体的部分或全部来保护压缩机(200)。

然而，如果通过重新循环蒸发气体满足了压缩机(200)的进气压力条件，则被压缩机(200)压缩的蒸发气体的量减少，从而导致再液化性能劣化，且无法满足发动机的燃料消耗需求。具体来说，如果发动机不满足燃料消耗需求，船舶的运行可能受到显著干扰。因此，需要一种即使当存储罐(T)的内部压力低时也能够满足压缩机的进气压力条件及发动机的燃料消耗需求的蒸发气体再液化方法。

根据本发明，不再提供附加的设备，而是即使当存储罐(T)的内部压力低时，也可在不减少被压缩机(100)压缩的蒸发气体量的情况下使用设置用于维护和检修热交换器(100)的旁通管线(BL)来满足压缩机(200)的进气压力条件。可在不减少蒸发气体量的情况下满足压缩机(200)所需的吸入压力条件。

根据本发明，当存储罐(T)的内部压力降低到预设值或小于预设值时，旁通阀(590)被打开，以使得从存储罐(T)排出的蒸发气体的部分或全部经由旁通管线(BL)绕过热交换器(100)直接送到压缩机(200)。

与压缩机(200)所需的进气压力条件相比，可视存储罐(T)的压力来调节被送到旁通管线(BL)的蒸发气体的量。也就是说，通过在关闭第一阀(510)及第二阀(520)的同时打开旁通阀(590)，可将从存储罐(T)排出的蒸发气体中的所有蒸发气体送到旁通管线(BL)，或者通过部分地打开旁通阀(590)、第一阀(510)及第二阀(520)，可将从存储罐(T)排出的蒸发气体中的仅一些蒸发气体送到旁通管线(BL)，且可将剩余蒸发气体送到热交换器(100)。也就是说，通过在关闭第一阀(510)及第二阀(520)的同时打开旁通阀(590)，可将从存储罐(T)排出的蒸发气体中的所有蒸发气体送到旁通管线(BL)，或者通过部分地打开旁通阀(590)、第一阀(510)及第二阀(520)，可将从存储罐(T)排出的蒸发气体中的仅一些蒸发气体送到旁通管线(BL)，且可将剩余蒸发气体送到热交换器(100)。蒸发气体的压降随着经由旁通管线(BL)绕过热交换器(100)的蒸发气体的量增加而减小。

尽管有当从存储罐(T)排出的蒸发气体绕过热交换器(100)并被直接送到压缩机(200)时使压降最小化的优点，然而蒸发气体的冷热量可能无法用于蒸发气体的再液化。因此，为减小压降而对旁通管线(BL)进行的使用以及从存储罐(T)排出的蒸发气体量中会被送到旁通管线(BL)的蒸发气体量是基于存储罐(T)的内部压力、发动机的燃料消耗需求、会被再液化的蒸发气体量等来确定。

举例来说，可确定，当存储罐(T)的内部压力为预设值或小于预设值且船舶以预定速度或高于预定速度运行时，使用旁通管线(BL)来减小压降是有利的。具体来说，可确定，当存储罐(T)的内部压力为1.09巴或小于1.09巴且船舶的速度为17节或大于17节时，使用旁通管线(BL)来减小压降是有利的。

另外，即使当从存储罐(T)排出的蒸发气体中的所有蒸发气体被经由旁通管线(BL)送到压缩机(200)时，压缩机(200)的进气压力条件也通常得不到满足。在此种情形中，使用重新循环管线(RC1、RC2、RC3、RC4)来满足进气压力条件。

也就是说，当压缩机(200)的进气压力条件由于存储罐(T)的压力降低而可能无法被满足时，使用相关技术中的重新循环管线(RC1、RC2、RC3、RC4)来保护压缩机(200)，然而，根据本发明，旁通管线(BL)主要用于满足压缩机(200)的进气压力条件，且即使通过经由旁通管线(BL)将从存储罐(T)排出的蒸发气体中的所有蒸发气体送到压缩机，当压缩机(200)的进气压力条件可能无法被满足时，也会次要地使用重新循环管线(RC1、RC2、RC3、RC4)。

为通过主要使用旁通管线(BL)及次要地使用重新循环管线(RC1、RC2、RC3、RC4)来满足压缩机(200)的进气压力条件，使旁通阀(590)打开的压力条件被设定为比使重新循环阀(541、542、543、544)打开的压力条件高的值。

使重新循环阀(541、542、543、544)打开的条件和使旁通阀(590)打开的条件是优选地基于压缩机(200)上游的压力来确定。作为另外一种选择，这些条件可基于存储罐(T)的内部压力来确定。

压缩机(200)上游的压力可由设置在压缩机(200)上游的第三压力传感器(未示出)测量，且存储罐(T)的内部压力可由第四压力传感器(未示出)测量。

另一方面，在其中用于排出由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体的第六供应管线(L6)在从第一供应管线(L1)分支的旁通管线(BL)的分支点下游的位置处接合到第一供应管线(L1)的结构中，通过在系统运行中打开旁通阀(590)、第一阀(510)及第二阀(520)中的所有阀的情况下将由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体直接送到旁通管线(BL)，从存储罐(T)排出的蒸发气体中的一些蒸发气体在防止压降的同时可在热交换器(100)中用作制冷剂。

由于由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体的温度低于从存储罐(T)排出并供应到热交换器(100)的蒸发气体的温度，且当由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体被直接送到旁通管线(BL)时，热交换器(100)的冷却效率可能劣化，因此由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体中的至少一些气态蒸发气体被送到热交换器(100)是所期望的。

此处，如果存储罐(T)中产生的蒸发气体的量小于发动机所需的作为燃料的蒸发气体的量，则可能不必要将蒸发气体再液化。然而，当不需要将蒸发气体再液化时，由于不必要向热交换器(100)供应制冷剂，因此由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体中的所有气态蒸发气体可被送到旁通管线(BL)。

因此，在本发明中，第六供应管线(L6)在从第一供应管线(L1)分支的旁通管线(BL)的分支点上游的位置处接合到第一供应管线(L1)。在其中第六供应管线(L6)在旁通管线的分支点上游接合到第一供应管线(L1)的结构中，从存储罐(T)排出的蒸发气体与由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体在旁通管线(BL)的分支点上游的位置处彼此组合，且接着视旁通阀(590)及第一阀(510)的打开程度来确定会被送到旁通管线(BL)及热交换器(100)的蒸发气体的量，从而能够容易地控制系统并防止由气/液分离器(700)分离的气态蒸发气体被直接送到旁通管线(BL)。

优选地，旁通阀(590)是提供比典型的阀更高响应的阀，以使得能够视存储罐(T)的压力变化快速调节打开程度。

图3是根据本发明第三实施例的蒸发气体再液化系统的示意图。

参照图3，根据本发明第三实施例的蒸发气体再液化系统与图1中所示根据第一实施例的蒸发气体再液化系统的不同之处在于，根据第三实施例的蒸发气体再液化系统包括压差传感器(930)，而非第一压力传感器(910)及第二压力传感器(920)，且以下说明将着重于根据第三实施例的蒸发气体再液化系统的不同特征。将省略对与根据第一实施例的蒸发气体再液化系统相同的组件的说明。

与第一实施例不同，根据第三实施例的蒸发气体再液化系统包括压差传感器(930)，压差传感器(930)测量热交换器(100)上游的第三供应管线(L3)与热交换器(100)下游的第四供应管线(L4)之间的压差，而非第一压力传感器(910)与第二压力传感器(920)之间的压差。

热流体通道的压差可通过压差传感器(930)获得，且如在第一实施例中一样，可基于热流体通道压差、冷流温差及热流温差中的至少一者来确定是时候移除冷凝或固化的润滑油。

对于所属领域中的技术人员来说，将显而易见的是，本发明不限于上述实施例，且在不背离本发明的精神及范围的情况下，可对本领域作出各种修改、改变、变更及等效实施例。