船舶LNG发动机供气和再液化复合系统的制作方法

船舶lng发动机供气和再液化复合系统
技术领域
1.本发明涉及船舶发动机液化天然气使用技术领域，更确切地说是一种船舶lng发动机供气和再液化复合系统。


背景技术：

2.天然气作为一种清洁能源被越来越多的用作船舶发动机的燃料，但是气态的天然气占用的空间较大，不便于运输和储存，因而通常采用加压和降温的手段将气态天然气ng液化成液态天然气lng储存在在储罐中，但是液态天然气无法直接供发动机使用，必须将液态的天然气重新变化气态才能够使用；与此同时储罐内的低温的lng与外界环境之间又存在较大的温差，液态天然气吸收外界的热量后部分lng会蒸发成气态并使储罐内的压力升高，为了解决这一技术问题，船舶lng储罐还必须配备再液化系统释放气态天然气中的热量使天然气保持为低温的液态才能够使lng储罐安全运行，生产成本较高；而且船舶lng发动机供气系统和再液化系统的运行各自都要耗费大量的能量，运行成本较高。


技术实现要素：

3.本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种只带有一台压缩机，即可用于天然气的再液化，也可用于天然气的再气化，成本较低，还能够根据发动机的负载动态的调整供给发动机的天然气的流量以及用来再液化的天然气的流量，使供气系统中的压缩机保持在较高运转效率的船舶lng发动机供气和再液化复合系统。
4.本发明通过下述技术方案来解决现有技术中所存在的技术问题：
5.一种船舶lng发动机供气和再液化复合系统，包括一用于储藏天然气的储罐、一气化器、一压缩机，所述的船舶lng发动机供气和再液化复合系统还包括一增压泵和一气液分离器，所述的增压泵包括一入口和和出口，所述的气液分离器包括一液体接口和一出液口，所述的液体接口及所述的出液口靠近所述的气液分离器的底部布置，所述的出气口靠近所述的气液分离器的顶部布置，所述的增压泵的入口与所述的储罐流体连通，所述的增压泵的出口与所述的液体接口流体连通，所述的出液口、所述的气化器及所述的压缩机的吸气口顺次流体连通。
6.作为本发明更优的技术方案，所述的船舶lng发动机供气和再液化复合系统还包括一三通阀和一冷却器，所述的储罐内设置有一螺旋盘管，所述的螺旋盘管也包括一入口和一出口，所述的气液分离器布置在所述的螺旋盘管的出口及气化器之间，所述的压缩机包括一补气口，所述的气液分离器上设置有一气液混合口，所述的螺旋盘管的出口与所述的气液混合口流体连通，所述的出气口与所述的压缩机的补气口流体连通；
7.所述的三通阀包括三个接口，分别是第一连接口、第二连接口和第三连接口，所述的冷却器包括一冷却器入口和一冷却器出口，所述的第一连接口与所述的压缩机的排气口流体连通，所述的第二连接口与所述的冷却器入口流体连通，所述的第三连接口用于与发动机流体连通，从压缩机的排气口排出的天然气经所述的三通阀能够分别流向所述的冷却
器和发动机；所述的冷却器出口与一第二节流装置的一端流体连通，所述的第二节流装置的另一端与所述的螺旋盘管的入口流体连通。
8.作为本发明更优的技术方案，所述的出气口与一过热器流体连通，所述的过热器与所述的压缩机的补气口流体连通。
9.作为本发明更优的技术方案，所述的增压泵为一双向泵，既能够将所述的储罐内的天然气排放至所述的气液分离器中又能够将所述的气液分离器内的天然气排放至所述的储罐中。
10.作为本发明更优的技术方案，所述的三通阀为比例三通，其能够分配流向所述的冷却器和发动机的天然气的流量。
11.本发明的船舶lng发动机供气和再液化复合系统的优点是：只带有一台压缩机，即可用于天然气的再液化，也可用于天然气的再气化，成本较低，还能够根据发动机的负载动态的调整供给发动机的天然气的流量以及用来再液化的天然气的流量，使供气系统中的压缩机保持在较高运转效率。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本发明的船舶lng发动机供气和再液化复合系统的结构示意图；
14.其中：
15.1、储罐；11、螺旋盘管；
16.2、气化器；3、压缩机；4、增压泵；
17.5、气液分离器；51、液体接口；52、出液口；53、出气口；54、气液混合口；
18.6、过热器；
19.7、三通阀；71、第一连接口；72、第二连接口；73、第三连接口；
20.8、冷却器；81、冷却器入口；82、冷却器出口；
21.9、节流装置。
具体实施方式
22.下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
23.本发明的船舶lng发动机供气和再液化复合系统的优点是：只带有一台压缩机，即可用于天然气的再液化，也可用于天然气的再气化，成本较低，还能够根据发动机的负载动态的调整供给发动机的天然气的流量以及用来再液化的天然气的流量，使供气系统中的压缩机保持在较高运转效率。
24.如图1所示，一种船舶lng发动机供气和再液化复合系统，包括一用于储藏天然气的储罐1、一气化器2、一压缩机3、一增压泵4、气液分离器5、一过热器6、一三通阀7和一冷却器8。
25.该储罐1用于存放液化天然气，其内的液化天然气在吸热后会逐渐升温并蒸发为气态，气态的天然气若逐渐增加会导致该储罐1内的压力过高，使储罐1不能安全运行，较为常见的作为是采用再液化技术使其重新液化。该储罐1内设置有一螺旋盘管11，该螺旋盘管11也包括一入口和一出口，该螺旋盘管11既可以贴合在该储罐1的内壁表面布置，也可以不贴合在该储罐1的内壁表面布置，当该螺旋盘管11不贴合在该储罐1的内壁表面布置时，该螺旋盘管11的尺寸较小，可以在该储罐1内布置更多的螺旋盘管11，从而达到更大的换热面积，有利于实现更好的传热效果；如果该螺旋盘管11贴合在该储罐1的内壁表面布置，则该螺旋盘管11能够较容易的被固定在该储罐1的内壁表面，避免该螺旋盘管11在运行的过程中发生振动现象。
26.该气液分离器5包括一液体接口51、一出液口52、一出气口53和一气液混合口54，该液体接口51和该出液口52靠近该气液分离器5的底部布置，该出气口53靠近该气液分离器5的顶部布置，该气液混合口54靠近该气液分离器5的上部布置；从该液体接口51或该气液混合口54进入到该储罐1内的气液两相天然气会在重力作用下分离为液态的天然气和气态的天然气；
27.该增压泵4的入口与该储罐1流体连通，该增压泵4的出口与该液体接口51流体连通；该增压泵4也包括一入口和和出口，该增压泵4是一双向泵，其既能够将入口的流体泵向其出口也能够将出口的流体泵向其入口，也就是说该增压泵4既能够将该储罐1内的天然气排放至该气液分离器5中又能够将该气液分离器5内的天然气排放至该储罐1中；
28.该出液口52、该气化器2及该压缩机3的吸气口顺次流体连通，该气液分离器5内的液态天然气能够从该出液口52排放至该气化器2，在该气化器2中气化后流向该压缩机3的吸气口，最后在该压缩机3中被压缩至高压状态然后排至发动机中。
29.该气液分离器5布置在该螺旋盘管11的出口及气化器2之间，该压缩机3包括一补气口，该气液分离器5上设置有一气液混合口54，该螺旋盘管11的出口与该气液混合口54流体连通，该出气口53、该过热器6与该压缩机3的补气口依次流体连通；该出气口53与该压缩机3的补气口之间也可以不设置该过热器6，只要保证该出气口53排出的气体中不带液即可，例如，可以在该出气口53处布置过滤器、过滤掉气体中混合的液体即可，因为液体会通过液击作用损坏该压缩机3。但是增加过热器6可以增加进入到压缩机3内的气体的焓值，有利于提高该压缩机3出口的气体焓值，进而可以提高发动机的热效率。
30.该三通阀7包括三个接口，分别是第一连接口71、第二连接口72和第三连接口73，该冷却器8包括一冷却器入口81和一冷却器出口82，该第一连接口71与该压缩机3的排气口流体连通，该第二连接口72与该冷却器入口81流体连通，该第三连接口73用于与发动机流体连通，从压缩机3的排气口排出的天然气经该三通阀7能够分别流向该冷却器8和发动机；该冷却器出口82与一节流装置9的一端流体连通，该节流装置9的另一端与该螺旋盘管11的入口流体连通。
31.该三通阀7为比例三通，其能够分配流向该冷却器8和发动机的天然气的流量，也能够完全关闭该第二连接口72或该第三连接口73。
32.该气液分离器5上设置有液位传感器，该液位传感器能够检测该气液分离器5内的液位高度并根据液位高度控制该增压泵4的转动方向进而控制该气液分离器5内的液位高度；当该气液分离器5内的液位高度过低时，该液位传感器可以控制该增压泵4的转动，使该
储罐1内的天然气能够流向该气液分离器5进而使该气液分离器5内的液位高度逐渐增加，当该气液分离器5内的液位高度过高时，该液位传感器可以控制该增压泵4的转动，使该气液分离器5内的液态天然气逐渐排向该储罐1，这一结构使得该气液分离器5内的液位能够稳定的保持在合适高度，既能够保证该压缩机3的吸气口有稳定的天然气供应又能够避免液态天然气从该出气口53排向该压缩机3的补气口，液态天然气从该压缩机3的补气口进入到压缩机3会通过液击作用损坏该压缩机3。
33.当三通阀7的第三连接口73打开时，此时，该压缩机3的排气口排放的高温高压气态天然气中的会有至少一部分气体经该第二连接口72及该冷却器入口81排放至该冷却器8中，高温高压的气态天然气在该冷却器8中会逐渐冷凝至液态，最终经该冷却器出口82排出，在经过该节流装置9时，被节流为低温低压的气液混合的天然气，接着再进入到该螺旋盘管11中，此时低温低压的气液混合天然气会在该螺旋盘管11中持续从储罐1内的液态或/和天然气中吸收热量并升温，部分液态天然气还会继续气化，该螺旋盘管11内的气液混合的天然气最终会排放至该气液分离器5并在该气液分离器5中完成气液分离，在此过程在该气液分离器5内的液态天然气的量会持续增加或减少；若该气液分离器5中的液态天然气的液位过高，则有可能会通过该出气口53及该压缩机3的补气口进入到该压缩机3并损坏压缩机3；若气液分离器5中的液态天然气的液位过低，则进入到该气化器2以及该压缩机3的吸气口的天然气的量就会不足，使发动机不能正常工作，在该气液分离器5上设置液位传感器并将此增压泵4设计为双向泵可以较好的控制该气液分离器5内的液位，既能够保证该压缩机3的供气量，又能够保证该压缩机3的安全运行。
34.以上仅仅是本发明的部分实施方式的设计思路，在系统允许的情况下，本发明可以扩展为同时外接更多的功能模块，从而最大限度扩展其功能。
35.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

技术特征：
1.一种船舶lng发动机供气和再液化复合系统，包括一用于储藏天然气的储罐(1)、一气化器(2)、一压缩机(3)，其特征在于：所述的船舶lng发动机供气和再液化复合系统还包括一增压泵(4)和一气液分离器(5)，所述的增压泵(4)包括一入口和和出口，所述的气液分离器(5)包括一液体接口(51)和一出液口(52)，所述的液体接口(51)及所述的出液口(52)靠近所述的气液分离器(5)的底部布置，所述的出气口(53)靠近所述的气液分离器(5)的顶部布置，所述的增压泵(4)的入口与所述的储罐(1)流体连通，所述的增压泵(4)的出口与所述的液体接口(51)流体连通，所述的出液口(52)、所述的气化器(2)及所述的压缩机(3)的吸气口顺次流体连通。2.根据权利要求1所述的船舶lng发动机供气和再液化复合系统，其特征在于：所述的船舶lng发动机供气和再液化复合系统还包括一三通阀(7)和一冷却器(8)，所述的储罐(1)内设置有一螺旋盘管(11)，所述的螺旋盘管(11)也包括一入口和一出口，所述的气液分离器(5)布置在所述的螺旋盘管(11)的出口及气化器(2)之间，所述的压缩机(3)包括一补气口，所述的气液分离器(5)上设置有一气液混合口(54)，所述的螺旋盘管(11)的出口与所述的气液混合口(54)流体连通，所述的出气口(53)与所述的压缩机(3)的补气口流体连通；所述的三通阀(7)包括三个接口，分别是第一连接口(71)、第二连接口(72)和第三连接口(73)，所述的冷却器(8)包括一冷却器入口(81)和一冷却器出口(82)，所述的第一连接口(71)与所述的压缩机(3)的排气口流体连通，所述的第二连接口(72)与所述的冷却器入口(81)流体连通，所述的第三连接口(73)用于与发动机流体连通，从压缩机(3)的排气口排出的天然气经所述的三通阀(7)能够分别流向所述的冷却器(8)和发动机；所述的冷却器出口(82)与一节流装置(9)的一端流体连通，所述的节流装置(9)的另一端与所述的螺旋盘管(11)的入口流体连通。3.根据权利要求2所述的船舶lng发动机供气和再液化复合系统，其特征在于：所述的出气口(53)与一过热器(6)流体连通，所述的过热器(6)与所述的压缩机(3)的补气口流体连通。4.根据权利要求2所述的船舶lng发动机供气和再液化复合系统，其特征在于：所述的增压泵(4)为一双向泵，既能够将所述的储罐(1)内的天然气排放至所述的气液分离器(5)中又能够将所述的气液分离器(5)内的天然气排放至所述的储罐(1)中，所述的气液分离器(5)上设置有液位传感器，所述的液位传感器能够检测所述的气液分离器(5)内的液位高度并根据液位高度控制所述的增压泵(4)的转动方向进而控制所述的气液分离器(5)内的液位高度。5.根据权利要求2所述的船舶lng发动机供气和再液化复合系统，其特征在于：所述的三通阀(7)为比例三通，其能够分配流向所述的冷却器(8)和发动机的天然气的流量。

技术总结
本发明公开了一种船舶LNG发动机供气和再液化复合系统，包括一用于储藏天然气的储罐、一气化器、一压缩机，所述的储罐包括一增压泵、一第一节流装置、一螺旋盘管，所述的增压泵包括一入口和和出口，所述的螺旋盘管也包括一入口和一出口，所述的增压泵的入口与所述的储罐流体连通，所述的增压泵的出口、所述的第一节流装置。本发明的船舶LNG发动机供气系统的优点是：能够利用LNG进入发动机前汽化产生的冷量来冷却LNG储罐内的天然气，还能够根据发动机的负载动态的调整供给发动机的天然气的流量以及用来再液化的天然气的流量，使供气系统中的压缩机保持在较高运转效率。中的压缩机保持在较高运转效率。中的压缩机保持在较高运转效率。


技术研发人员：曲世祥 赵明珠 陈志远 周洋 于远洋 白居申
受保护的技术使用者：上海汇舸环保科技有限公司
技术研发日：2022.12.23
技术公布日：2023/6/4