具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

所述双燃料动力运输船，包括但不限于使用LNG做燃料的散货船、油船、集装箱船以及汽车运输船等，这类船上的LNG燃料舱可选用IMO B型舱、IMO C型舱以及法国GTT公司的薄膜舱专利技术。双燃料动力船的LNG燃料舱容积相对于LNG运输船的货舱来说较小，相应产生的BOG也较少。采用BOG全部再冷凝系统将会存在设备初投资大、再液化装置尺寸大、制冷效率低、设备能耗量大的突出问题，因此，并不适用于所述双燃料动力船。

而且根据IGF规则的要求，LNG燃料舱内BOG不允许直接排放至大气里。为了保证LNG燃料舱内压力始终维持在燃料舱的设计压力以下，舱内产生多余的BOG也可以通过双燃料锅炉烧掉进行处理。但是这部分被烧掉的BOG并没有有效地转换为船上所需的能源，导致船舶燃料利用率较低，同时也增加船舶CO₂温室气体的排放。这种BOG处理方式显然不是较优的选择。

为了解决上述问题，能够降低设备投资的同时，保证对BOG进行冷却回收的效率，提升经济性，如图1所示，本发明提供一种具有再冷凝功能的供气系统。具有再冷凝功能的供气系统包括：燃料舱10、第一供气管路、第二供气管路和冷凝管路。

其中，燃料舱10用于存放LNG；第一供气管路包括依次连通的LNG供给泵20、一级换热器21、高压泵22、二级换热器23和高压气化器24，LNG供给泵20与燃料舱10连通，高压气化器24与高压燃气设备(高压双燃料直喷ME-GI低速发动机，其燃气压力范围200-350barG)连通；第二供气管路包括BOG压缩机30，BOG压缩机30的进口与燃料舱10的上端连通，BOG压缩机30的出口与低压燃气设备(船用发电机组、锅炉，其燃气压力为4-6barG)31连通；冷凝管路的一端与BOG压缩机30的出口连通，另一端与燃料舱10和BOG压缩机30的进口连通，部分BOG能够进入二级换热器23并通过一级换热器21，进行换热冷却，变为液态的BOG进入到燃料舱10中，气态的BOG进入到BOG压缩机30的进口。

燃料舱10中的LNG通过第一供气管路对高压燃气设备进行供气，BOG通过第二供气管路对低压燃气设备31供气；部分BOG通过冷凝管路进入到二级换热器23和一级换热器21中，由于一级换热器21和二级换热器23之间流通液态的LNG，利用温度较低的LNG对BOG进行降温，提升第一供气管路上LNG温度的同时，降低了BOG的温度，降温后的BOG冷凝为液态的进入到燃料舱10中，依然为气态的进入到第二供气管路。通过上述设置，充分利用第一供气管路上的温度较低的LNG，从而保证对BOG进行冷却回收的效率，而且降低了设备的投资。

进一步地，冷凝管路上设置有节流膨胀阀40，节流膨胀阀40的进口与一级换热器21连通，节流膨胀阀40的出口分别与燃料舱10和BOG压缩机30的进口连通。在节流膨胀阀40与一级换热器21之间设置有温度传感器43，实施对进入到节流膨胀阀40中的冷凝后的BOG进行温度检测。进一步地，节流膨胀阀40为电控型节流膨胀阀，节流膨胀阀40与温度传感器43电连接。采用电控型节流膨胀阀能够根据温度传感器43采用的温度实时调整自身的开度。

经过压缩的常温BOG通过二级换热器23与LNG供给泵20输送的LNG进行热交换，这部分BOG温度由40-50℃降低到约-100℃。这部分BOG通过一级换热器21继续与LNG供给泵20输送的冷能进行热交换，BOG的温度由约-100℃进一步降低到-130-140℃。此时，BOG基本是过冷的液体状态。然后，再冷凝的BOG(液态)通过节流膨胀阀40进行降压，将高压过冷的BOG流体减压膨胀后变为低压的气液两相状态。在降压过程中，部分再冷凝BOG将变成闪蒸气。节流膨胀阀40的功能是调整优化回收的BOG和LNG混合物的比例。然后进行气液分离，完成了一个BOG部分再冷凝过程的循环。

为了便于气液分离，进一步地，冷凝管路上设置有气液分离器41，气液分离器41的一端与节流膨胀阀40的出口连通，另一端分别与燃料舱10和BOG压缩机30的进口连通。气液两相流体进入到气液分离器41，将气液进行分离后，饱和的BOG进入到燃料舱10中，分离的气体BOG接入到BOG压缩机30进口管路进行再循环。针对特定的情况，气液分离器41不是必需的部件，若不配气液分离器41，进入到燃料舱10里的是气液混合物。

进一步地，气液分离器41与燃料舱10连通的一端设置有喷淋管44，喷淋管44位于燃料舱10中。通过设置喷淋管44便于将成为液态的流体排入到燃料舱10中。

进一步地，喷淋管44上设置有多个喷淋头。通过设置多个喷淋头，能够进一步提升流体排入到燃料舱10的速率。

进一步地，冷凝管路上设置有流量计42，流量计42位于BOG压缩机30的出口与二级换热器23之间。通过设置流量计42可以实时对进行冷凝的BOG的流量进行监控。

进一步地，LNG供给泵20设置有两台。采用两台LNG供给泵20互为冗余设置，在其中一个出现故障时，另一个还能继续工作，从而保证对高压燃气设备供气的稳定性和可靠性。

由于燃料舱10内的温度直接影响到BOG的回收效率。为了提高冷凝管路的回收效率，LNG供给泵20出口压力越高，相应的BOG再冷凝效率也越高。但是，LNG供给泵20出口压力提升后，可能会影响其下游的高压泵22的密封装置的设计形式，甚至导致高压泵22的使用寿命减少。LNG供给泵20出口压力提升后，相应地，LNG气化温度也随之升高。为了避免高压泵22进口出现气蚀现象，造成高压泵22损坏，LNG供给泵20的压力以不得超过10barG为佳。

为了提高BOG的回收效率，BOG压缩机30的压力越高，相应的BOG再冷凝效率越高。BOG压缩机30出口的设计压力10barG为佳。

考虑到冷凝管路的可靠性，BOG压缩机30优选用无油形式，保证这部分被再冷凝BOG经过一系列工艺处理后回到LNG舱里是不含任何油分，不会将少量含油的BOG带到LNG舱内，避免污染LNG舱的情况发生。

值得注意的是，在燃料舱10和高压泵22之间设置有回流管路，部分没有使用的LNG可以通过回流管路进入到燃料舱10中，避免LNG的浪费。

本实施例还提供了一种具有再冷凝功能的供气系统的工作方法，用如上的具有再冷凝功能的供气系统进行供气和BOG冷凝，包括如下步骤：

位于燃料舱10中的LNG通过LNG供给泵20供给到高压泵22进行加压，通过高压气化器24气化后供给高压燃气设备使用；

BOG通过BOG压缩机30加压后供给低压燃气设备31使用；

部分BOG通过冷凝管路进入到二级换热器23和一级换热器21中，利用经过一级换热器21和二级换热器23的LNG对BOG进行降温液化，液化后的BOG进入到燃料舱10中，气态的BOG进入到BOG压缩机30的进口，进行下一次循环。

本发明提供的具有再冷凝功能的供气系统相比现有技术具有以下优势：投资回报率高(设备采购成本低)、运行成本低(无需消耗船上电能)、运行安全可靠(没有额外的运动部件和设备)。本发明通过相对简单可靠的工艺流程将多余的BOG进行冷却处理后回收到燃料舱10内。

回收到燃料舱10中的BOG重新作为燃料供应给船上的用气设备使用，提高船舶燃料利用率的同时也减少了温室气体CO2的排放。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。