一种船用LNG燃料舱过盈自然蒸发气处理的方法 |
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| 申请号 | CN201610738006.8 | 申请日 | 2016-08-29 | 公开(公告)号 | CN106322106A | 公开(公告)日 | 2017-01-11 |
| 申请人 | 南通中远川崎船舶工程有限公司; | 发明人 | 施亮亮; 谢庆涛; 曹锋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种船用LNG 燃料 舱过盈自然 蒸发 气 处理的方法，通过非耐压式LNG燃料舱、LNG加气站、蓄压式缓冲罐、喷射 泵 、低压泵、气体 压缩机 、高压泵、高压 蒸发器 、低压蒸发器、缓冲罐、高压主机、低压辅机发 电机 及低压辅机 锅炉 的配合使用，借助喷射泵结构，依托低压泵驳出的LNG液体产生动 力 源实现最小热源渗入前提下抽出燃料舱内的蒸发气。提高了LNG动力 船舶 LNG 能源 利用率，实现了船舶节能减排，降低前期成本投入和营运成本。通过 气体压缩机 输送 蒸汽 保持缓冲罐一定压力，使耐压式缓冲罐中积液被高压（或低压）系统使用，从而达到合理利用过盈自然蒸发气、节约LNG燃料的目的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种船用LNG燃料舱过盈自然蒸发气处理的方法,其特征在于：包括非耐压式LNG燃料舱、LNG加气站、蓄压式缓冲罐、喷射泵、低压泵、气体压缩机、高压泵、高压蒸发器、低压蒸发器、缓冲罐、高压主机、低压辅机发电机及低压辅机锅炉，所述非耐压式LNG燃料舱与LNG加气站相互导通，所述低压泵设置在非耐压式LNG燃料舱内部，所述非耐压式LNG燃料舱上设置有主气管路和支气管路，所述低压泵通过主气管路与喷射泵相连，喷射泵与蓄压式缓冲罐相互导通，所述蓄压式缓冲罐输出端分别与高压泵及低压蒸发器一端相连，所述高压泵另一端通过高压蒸发器与高压主机相连，所述低压蒸发器与缓冲罐输入端相连，缓冲罐输出端分别与低压辅机发电机、低压辅机锅炉连接，所述非耐压式LNG燃料舱的支气管路分别与喷射泵及气体压缩机相互连通，所述气体压缩机分别与蓄压式缓冲罐及缓冲罐相连。 |
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| 说明书全文 | 一种船用LNG燃料舱过盈自然蒸发气处理的方法技术领域背景技术[0002] 对于使用非耐压式LNG（液化天然气）燃料舱、高压双燃料主机、低压双燃料的辅机船舶，一般情况下燃料舱内的自然蒸发气体是作为燃料提供低压辅机燃烧使用，而当产生过盈自然蒸发气时(蒸发量大于辅机最大消耗能力)，为保证非耐压燃料舱的压力稳定，需设置其他设备对过盈蒸发气体进行处理，其中将过盈蒸发气体转化为可供高压主机使用的LNG液体是一种较为经济的方式。 [0003] 但气体从燃料舱抽出一般是通过气体压缩机方式，在这一机械压缩过程中不可避免会增加外部热源的渗入，将造成后续气体冷凝阶段中冷凝源(舱内LNG液体)消耗量的增加。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种气体压缩机输送蒸汽保持缓冲罐一定压力，使耐压式缓冲罐中积液被高压（或低压）系统使用，从而达到合理利用过盈自然蒸发气、节约LNG燃料，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船用LNG燃料舱过盈自然蒸发气处理的方法,包括非耐压试LNG燃料舱、LNG加气站、蓄压式缓冲罐、喷射泵、低压泵、气体压缩机、高压泵、高压蒸发器、低压蒸发器、缓冲罐、高压主机、低压辅机发电机及低压辅机锅炉，非耐压试LNG燃料舱与LNG加气站相互导通，低压泵设置在非耐压试LNG燃料舱内部，非耐压试LNG燃料舱上设置有主气管路和支气管路，低压泵通过主气管路与喷射泵相连，喷射泵与蓄压式缓冲罐相互导通，蓄压式缓冲罐输出端分别与高压泵及低压蒸发器一端相连，高压泵另一端通过高压蒸发器与高压主机相连，低压蒸发器与缓冲罐输入端相连，缓冲罐输出端分别与辅机发电机、辅机锅炉连接，非耐压试LNG燃料舱的支气管路分别与喷射泵及气体压缩机相互连通，气体压缩机分别与蓄压式缓冲罐及缓冲罐相连。 [0006] 优选的，气体压缩机分为气体压缩机A和气体压缩机B，所述气体压缩机A与气体压缩机B并行设置。 [0007] 优选的，低压泵为若干个，布置在所述非耐压试LNG燃料舱底部，均通过导管与喷射泵导通。 [0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明通过非耐压试LNG燃料舱、LNG加气站、蓄压式缓冲罐、喷射泵、低压泵、气体压缩机、高压泵、高压蒸发器、低压蒸发器、缓冲罐、高压主机、低压辅机发电机及低压辅机锅炉的配合使用，借助喷射泵结构，依托低压泵驳出的LNG液体产生动力源实现最小热源渗入前提下抽出燃料舱内的蒸发气。提高了LNG动力船舶LNG能源利用率，实现了船舶节能减排，降低前期成本投入和营运成本。 [0009] （2）本发明通过借助喷射泵的结构、由舱内低压泵提供驱动力将过盈自然蒸发气从燃料舱内抽出，与深冷驱动源LNG液体混合后送至外置耐压式缓冲罐中，通过气体压缩机输送蒸汽保持缓冲罐一定压力，使耐压式缓冲罐中积液被高压（或低压）系统使用，从而达到合理利用过盈自然蒸发气、节约LNG燃料的目的。附图说明 [0010] 图1为本发明系统原理示意图。 具体实施方式[0011] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0012] 请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种船用LNG燃料舱过盈自然蒸发气处理的方法,包括非耐压试LNG燃料舱1、LNG加气站2、蓄压式缓冲罐3、喷射泵4、低压泵5、气体压缩机6、高压泵7、高压蒸发器8、低压蒸发器9、缓冲罐10、高压主机11、辅机发电机12及辅机锅炉13，非耐压试LNG燃料舱1与LNG加气站2相互导通，低压泵5设置在非耐压试LNG燃料舱1内部，非耐压试LNG燃料舱1上设置有主气管路14和支气管路15，低压泵5通过主气管路14与喷射泵4相连，喷射泵4与蓄压式缓冲罐3相互导通，蓄压式缓冲罐3输出端分别与高压泵7及低压蒸发器9一端相连，高压泵7另一端通过高压蒸发器8与高压主机11相连，低压蒸发器9与缓冲罐10输入端相连，缓冲罐10输出端分别与辅机发电机12、辅机锅炉13连接，非耐压试LNG燃料舱1的支气管路15分别与喷射泵4及气体压缩机6相互连通，气体压缩机6分别与蓄压式缓冲罐3及缓冲罐相10连。 [0013] 其中的气体压缩机6分为气体压缩机A 6a和气体压缩机B 6b，气体压缩机A 6a与气体压缩机B 6b并行设置。一开一备低压泵5为若干个，布置在非耐压试LNG燃料舱1底部，均通过导管与喷射泵4导通，喷射泵4将不同温度和压力的液体和气体进行相互混合，压力较高的为工作流体(LNG液体，在燃料舱内由低压泵进行增压)，压力较低的为被引射介质（舱内生成的过盈自然蒸发气体）。压力较高的工作液体高速进入喷射泵4的喷嘴，在腔内形成真空，压力较低的被引射介质被吸入喷射泵4的腔室，两种介质在喷射泵4的排出侧进行热、动能交换，达到相同温度、压力后从喷射泵4出口排出。在喷射泵4排出侧，局部过盈蒸发气与深冷、压力较高的LNG进行混合，形成冷凝液体，剩余气体和热交换生成的气体混在液体中，一同喷出喷射泵4，从而实现在最小外部热源渗入前提下将非耐压式LNG燃料舱1内过盈气体抽出的功能。 [0014] 当低压系统负荷所需燃气供给量大于舱内自然蒸发气量时，使用强制蒸发方式为低压系统进行供气。当燃料舱内压力上升(产生过盈自然蒸发气时)，将产生的过盈蒸发气通过喷射泵抽出，在喷射泵4内进行充分气液混合后离开喷射泵4，然后收集至蓄压式缓冲罐3内，罐内液体优先被输送至高压主机11（或低压辅机）使用处理。 [0015] 在非耐压燃料舱内压低于设定压力值阶段，通过内置低压泵5驳出LNG液体，经强制蒸发为主机(或辅机)提供燃气；同时，使用气体压缩机抽取一定量自然蒸发气对辅机系统供气。当非耐压试LNG燃料舱1内压高于设定值时，借助喷射泵4的结构、由舱内低压泵提供驱动力将过盈自然蒸发气从燃料舱内抽出，与深冷驱动源LNG液体混合后送至外置耐压式缓冲罐中，通过气体压缩机6输送蒸汽保持缓冲罐一定压力，使缓冲罐中液体被高压（或低压）系统使用。 [0016] 维持非耐压试LNG燃料舱1内压在一定水平，同时保持气体压缩机最小负荷，当燃料舱内压低于最小压力设定值时，关闭停止使用气体压缩机向外抽气。当燃料舱内压力上升(产生过盈自然蒸发气时)，将产生的过盈蒸发气通过喷射泵抽出，在喷射泵内进行充分气液混合后离开喷射泵，然后收集至蓄压式缓冲罐内，同时气体压缩机保持蓄压式缓冲罐内压。当蓄压式缓冲罐内部积液超过液位设定值后, 优先使用积液提供高压(或辅机)使用；低于一定液位值后，关闭积液支路，恢复原主路对高压系统供气。 |
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