本發(fā)明涉及一種船舶液化氣加注系統(tǒng)及加注方法。

背景技術(shù)：

1、隨著國(guó)際海事組織(imo)對(duì)溫室氣體和各種空氣污染物排放的法規(guī)加強(qiáng)，造船和航運(yùn)業(yè)越來(lái)越多地使用天然氣這種清潔能源作為船舶燃料氣體來(lái)代替現(xiàn)有燃料，如重油和柴油。

2、燃料氣體中廣泛使用的天然氣(natural?gas)的主要成分為甲烷(methane)，通常被轉(zhuǎn)化為體積減少至1/600的液化氣(liquefied?gas)狀態(tài)。這種液化氣在安裝在船體上的隔熱儲(chǔ)罐中儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

3、同時(shí)，在向儲(chǔ)罐注入液化氣(例如lng)的加注過(guò)程中，儲(chǔ)罐內(nèi)部的壓力可能會(huì)迅速升高。具體地，當(dāng)輸送液化氣的管道冷卻時(shí)可以產(chǎn)生氣體，并且當(dāng)儲(chǔ)罐被lng冷卻時(shí)可以產(chǎn)生氣體。儲(chǔ)罐內(nèi)部積聚的蒸發(fā)氣體會(huì)增加儲(chǔ)罐的內(nèi)部壓力并引起儲(chǔ)罐的變形和損壞，因此需要減少蒸發(fā)氣體的產(chǎn)生量。

4、傳統(tǒng)上，加注過(guò)程中產(chǎn)生的氣體(蒸發(fā)氣體)經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮后返回到液化氣供應(yīng)側(cè)重新液化，或者進(jìn)行燃燒處理或排放到外部。

5、因此，需要改進(jìn)傳統(tǒng)的加注過(guò)程，例如通過(guò)有效地進(jìn)行加注，以最大限度地減少蒸發(fā)氣體的產(chǎn)生量或最大限度地減少儲(chǔ)罐壓力的上升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、要解決的技術(shù)問(wèn)題

2、本發(fā)明的實(shí)施例旨在提供一種船舶液化氣加注系統(tǒng)及加注方法，其能夠在短時(shí)間內(nèi)供應(yīng)大量液化氣，同時(shí)最大限度地減少在加注時(shí)接收液化氣的儲(chǔ)罐的壓力增加。

3、技術(shù)方案

4、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以提供一種船舶液化氣加注系統(tǒng)，包括：儲(chǔ)罐，設(shè)置在船舶，以儲(chǔ)存液化氣；頂部灌裝線，向所述儲(chǔ)罐的內(nèi)側(cè)上部供應(yīng)液化氣；底部灌裝線，向所述儲(chǔ)罐的內(nèi)側(cè)下部供應(yīng)液化氣；液位傳感器，測(cè)量供應(yīng)至所述儲(chǔ)罐的液化氣的液位；以及控制部，根據(jù)所述液位傳感器測(cè)量的值調(diào)節(jié)通過(guò)所述頂部灌裝線供應(yīng)的液化氣供應(yīng)量和通過(guò)所述底部灌裝線供應(yīng)的液化氣供應(yīng)量。

5、所述頂部灌裝線可連接至所述儲(chǔ)罐的上部，所述底部灌裝線可從所述頂部灌裝線分支并延伸至所述儲(chǔ)罐的內(nèi)側(cè)下部。

6、所述頂部灌裝線可連接至所述儲(chǔ)罐的上部，所述底部灌裝線可連接至所述儲(chǔ)罐的底部。

7、可進(jìn)一步包括：第一閥門(mén)，設(shè)置在所述頂部灌裝線，以調(diào)節(jié)通過(guò)所述頂部灌裝線供應(yīng)的液化氣供應(yīng)量；以及第二閥門(mén)，設(shè)置在所述底部灌裝線，以調(diào)節(jié)通過(guò)所述底部灌裝線供應(yīng)的液化氣供應(yīng)量。

8、所述頂部灌裝線可包括：噴射管線，被設(shè)置為將液化氣噴射到所述儲(chǔ)罐的內(nèi)側(cè)。

9、所述噴射管線可包括：多個(gè)孔，多個(gè)所述孔以規(guī)定間隔設(shè)置，以將流體直接噴射到液化氣界面。

10、可進(jìn)一步包括：噴射器，設(shè)置在所述頂部灌裝線和所述底部灌裝線中的至少一個(gè)灌裝線，以從所述儲(chǔ)罐中吸入部分蒸發(fā)氣體，并冷凝成供應(yīng)至所述噴射管線的液化氣。

11、可進(jìn)一步包括：蒸汽管線，將所述儲(chǔ)罐中的部分蒸發(fā)氣體供應(yīng)至所述噴射器，其中，所述蒸汽管線包括止回閥和控制閥，設(shè)置在所述蒸汽管線，以調(diào)節(jié)蒸發(fā)氣體的流量或壓力。

12、可進(jìn)一步包括：第一溫度傳感器，測(cè)量所述頂部灌裝線的溫度；以及第二溫度傳感器，測(cè)量所述儲(chǔ)罐內(nèi)部的溫度。

13、所述第二溫度傳感器可包括：第三溫度傳感器，測(cè)量所述儲(chǔ)罐下部的溫度；以及第四溫度傳感器，測(cè)量所述儲(chǔ)罐上部的溫度。

14、可進(jìn)一步包括：流量傳感器，設(shè)置在所述頂部灌裝線，以測(cè)量通過(guò)所述頂部灌裝線供應(yīng)的液化氣流量。

15、可進(jìn)一步包括：第一壓力傳感器，設(shè)置在所述頂部灌裝線，以測(cè)量所述頂部灌裝線的壓力；以及第二壓力傳感器，設(shè)置在所述儲(chǔ)罐，以測(cè)量所述儲(chǔ)罐內(nèi)部的壓力。

16、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，可以提供一種船舶液化氣加注方法，包括以下步驟：(a)加注時(shí)，通過(guò)連接至船舶儲(chǔ)罐上部的頂部灌裝線向所述儲(chǔ)罐內(nèi)側(cè)供應(yīng)液化氣；以及(b)當(dāng)通過(guò)所述頂部灌裝線供應(yīng)至所述儲(chǔ)罐的液化氣的液位達(dá)到第一設(shè)定值時(shí)，通過(guò)連接至所述儲(chǔ)罐底部的底部灌裝線向所述儲(chǔ)罐內(nèi)側(cè)供應(yīng)液化氣；其中，在加注過(guò)程初期和加注過(guò)程末期，通過(guò)所述頂部灌裝線供應(yīng)的液化氣供應(yīng)量大于通過(guò)所述底部灌裝線供應(yīng)的液化氣供應(yīng)量，其中，所述加注過(guò)程初期為向所述儲(chǔ)罐充入液化氣直至達(dá)到所述第一設(shè)定值，且所述加注過(guò)程末期為將液化氣充入到所述儲(chǔ)罐的上部液位達(dá)到所述第二設(shè)定值。

17、可以提供一種船舶液化氣加注方法，其中，在所述步驟(a)中，在所述加注過(guò)程初期，通過(guò)所述頂部灌裝線將液化氣流入所述儲(chǔ)罐內(nèi)部，并且測(cè)量所述頂部灌裝線的溫度和所述儲(chǔ)罐內(nèi)部的溫度，當(dāng)所述頂部灌裝線和所述儲(chǔ)罐內(nèi)部之間的溫差減小到設(shè)定值時(shí)，擴(kuò)大設(shè)置在所述頂部灌裝線的第一閥門(mén)的開(kāi)度，以增加液化氣的供應(yīng)量。

18、可以提供一種船舶液化氣加注方法，其中，在所述步驟(b)中，測(cè)量供應(yīng)至所述儲(chǔ)罐的液化氣的液位，并且當(dāng)所述測(cè)量的液位達(dá)到第一設(shè)定值時(shí)，減小設(shè)置在所述頂部灌裝線的第一閥門(mén)的開(kāi)度，擴(kuò)大設(shè)置在所述底部灌裝線的第二閥門(mén)的開(kāi)度。

19、可以提供一種船舶液化氣加注方法，進(jìn)一步包括以下步驟：當(dāng)同時(shí)使用所述頂部灌裝線和所述底部灌裝線供應(yīng)液化氣時(shí)，分別測(cè)量所述儲(chǔ)罐下部和上部側(cè)的溫度；當(dāng)所述儲(chǔ)罐下部和上部側(cè)的溫差超過(guò)設(shè)定值時(shí)，擴(kuò)大設(shè)置在所述頂部灌裝線的第一閥門(mén)的開(kāi)度，使得通過(guò)所述頂部灌裝線的液化氣供應(yīng)量大于通過(guò)所述底部灌裝線的液化氣供應(yīng)量。

20、可以提供一種船舶液化氣加注方法，其中，所述頂部灌裝線連接至噴射管線，所述噴射管線設(shè)置在所述儲(chǔ)罐內(nèi)側(cè)上部且形成多個(gè)孔，并且所述船舶液化氣加注方法進(jìn)一步包括以下步驟：基于所述頂部灌裝線和所述儲(chǔ)罐內(nèi)部之間的壓力差，控制所述頂部灌裝線第一閥門(mén)的開(kāi)度，使得通過(guò)所述噴射管線的多個(gè)孔流出的流量均勻。

21、可以提供一種船舶液化氣加注方法，其中，控制所述頂部灌裝線第一閥門(mén)的開(kāi)度，使得在以下數(shù)學(xué)式中多孔的cd值增加：

22、<數(shù)學(xué)式>

23、

24、所述數(shù)學(xué)式中，q為通過(guò)頂部灌裝線供應(yīng)的液化氣的流量，cd為多個(gè)孔的噴射效率，a為整個(gè)多個(gè)孔的截面積，△p為頂部灌裝線的壓力和儲(chǔ)罐內(nèi)部壓力之間的差，ρ為頂部灌裝線的流體密度。

25、可以提供一種船舶液化氣加注方法，其中，使用所述第一閥門(mén)控制q值，使得所述cd值為0.6以上。

26、有益效果

27、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的船舶液化氣加注系統(tǒng)及加注方法能夠在短時(shí)間內(nèi)供應(yīng)大量液化氣，同時(shí)最大限度地減少在加注時(shí)接收液化氣的儲(chǔ)罐的壓力增加。

28、此外，通過(guò)在加注過(guò)程初期和末期增加通過(guò)頂部灌裝線供應(yīng)的液化氣供應(yīng)量，抑制儲(chǔ)罐的壓力上升，在同時(shí)使用頂部灌裝線和底部灌裝線時(shí)，通過(guò)決定兩者之間的流量比實(shí)現(xiàn)有效加注，同時(shí)最大限度地減少儲(chǔ)罐的壓力上升。

29、本發(fā)明的效果不限于上述效果，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員從權(quán)利要求的描述中將清楚地理解未提及的其他效果。

技術(shù)特征：

1.一種船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，進(jìn)一步包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，進(jìn)一步包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，進(jìn)一步包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，進(jìn)一步包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，進(jìn)一步包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液化氣加注系統(tǒng)，其中，進(jìn)一步包括：

13.一種船舶液化氣加注方法，其中，包括以下步驟：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的船舶液化氣加注方法，其中，

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的船舶液化氣加注方法，其中，

16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的船舶液化氣加注方法，其中，進(jìn)一步包括以下步驟：

17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的船舶液化氣加注方法，其中，

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的船舶液化氣加注方法，其中，

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的船舶液化氣加注方法，其中，

技術(shù)總結(jié)
公開(kāi)了一種船舶液化氣加注系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的船舶液化氣加注系統(tǒng)包括：儲(chǔ)罐，設(shè)置在船舶，以儲(chǔ)存液化氣；頂部灌裝線，向所述儲(chǔ)罐的內(nèi)側(cè)上部供應(yīng)液化氣；底部灌裝線，向所述儲(chǔ)罐的內(nèi)側(cè)下部供應(yīng)液化氣；液位傳感器，測(cè)量供應(yīng)至所述儲(chǔ)罐的液化氣的液位；以及控制部，根據(jù)所述液位傳感器測(cè)量的值調(diào)節(jié)通過(guò)所述頂部灌裝線供應(yīng)的液化氣供應(yīng)量和通過(guò)所述底部灌裝線供應(yīng)的液化氣供應(yīng)量。

技術(shù)研發(fā)人員：金省佑,金成奎,金用訓(xùn),樸建一,李鎬起
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三星重工業(yè)株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10