一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统的制作方法

1.本发明涉及一种船舶与海洋工程技术领域，尤其是涉及一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统。


背景技术：

2.为了满足氮氧化物、硫氧化物、温室气体等排放法规要求，船舶以及海洋工程等开始采用更为清洁绿色的能源代替传统能源，低闪点燃料(lng-液化天然气，氨气，甲醇，氢气等)成为了最为合适的燃料，并在船舶与海洋工程领域得到了广泛应用。
3.因为低闪点燃料易燃、易爆、有毒等的特性，为了保证安全，在输送这些燃料时，在进入机舱的管路采用双壁管的结构，并在双壁管内外层空间设置抽风机进行开放式的机械通风，避免可燃气体积聚，避免燃气泄漏至机舱的风险。但是，海洋环境的空气为湿润和盐雾环境，长期使用海洋空气作为通风气源时会对通风导管及安装在导管元器件造成腐蚀，进而对整个双壁管通风系统的安全造成隐患。当外部管路破损时，增大了低闪点燃料与机舱环境接触的概率，从而增大了安全风险。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，包括气流管和双壁管，所述气流管的两端分别连通所述双壁管的外层空间的两端，气流管和双壁管整体形成封闭的管道，该封闭的管道内循环流通有负压的隔离气体，所述隔离气体为二氧化碳、氮气或惰性气体的其中一种或任意组合；
7.所述气流管上设有主风机、三通转换单元和进气接口，所述三通转换单元包括三个通道，所述三通转换单元内设有通道切换结构用于使三个通道中任意两个通道互相连通，且与另一个通道阻隔，所述三通转换单元的两个通道接入气流管内，另一个通道连接有真空喷射器，所述进气接口连接带有进气阀门的进气管道。
8.进一步地，所述真空喷射器包括两个进口和一个出口，其中一个进口连接进气管道，另一个进口连接三通转换单元。
9.进一步地，所述三通转换单元为三通阀。
10.进一步地，所述三通转换单元为三通管，该三通管的其中两个管道出口处设有阀门。
11.进一步地，所述气流管上设有压力传感器和温度传感器。
12.进一步地，所述气流管上设有置孔板和压差传感器，所述压差传感器的两个测量点分别设置在置孔板的两侧。
13.进一步地，所述气流管上设有氧气传感器和低闪点燃料传感器。
14.进一步地，所述气流管上设有压力释放阀。
15.进一步地，所述主风机的一侧设有和主风机并联的备用风机。
16.进一步地，所述主风机和备用风机的进口侧均有开关阀，出口侧均设有止回阀。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18.1、本发明中通过气流管上主风机、三通转换单元和进气接口的设计实现了在双壁管外层空间内惰性气体或氮气的闭环流动，一方面采用惰性气体或氮气后，双壁管外层空间无水蒸汽及凝水，无盐雾，没有粉尘等污染物，降低管路腐蚀，延长管道和仪器仪表使用寿命；另一方面，惰性气体的闭环流动温度变化小，不影响双壁管内管的燃料温度，保温性更好。同时，本发明通过真空喷射器实现了负压循环，负压下惰气密度小，主风机在闭路环境工作压头小，可以有效节能。
19.2、本发明将真空喷射器的一个进口连接进气管道，真空喷射器无需外接额外气道，可以简化管路结构。
20.3、在气流管上可以设置各类传感器，进行温度、压力、流量的有效监控。
21.4、当发生泄漏时，本发明的管路设计通过真空喷射泵和风机同时作用可以更加迅速有效排除泄漏可燃气，安全性好。
22.5、在寒带区域航行，本发明的管路无需额外空气头加热装置以及空气干燥装置，可以简化管路结构和降低能源消耗。
附图说明
23.图1为本发明的结构示意图。
24.附图标记：1、气流管，101、主风机，102、三通转换单元，103、进气接口，104、真空喷射器，105、进气管道，105a、进气阀门，106、压力传感器，107、温度传感器，108、置孔板，109、压差传感器，110、氧气传感器，111、低闪点燃料传感器，112、压力释放阀，113、备用风机，114、止回阀，115、空气源，116、隔离气体源，117、进口阀门，118、开关阀，2、双壁管，21、外层空间，22、内管。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
26.如图1所示，本实施例提供了一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，包括气流管1和双壁管2，双壁管2包括内管22和外层空间21，内管22用于输送低闪点燃料，外层空间21用于对内管22进行隔离和保护。本实施例中，气流管1的两端分别连通双壁管2的外层空间21的两端，使得气流管1和双壁管2整体形成封闭的循环管道，该封闭的管道内循环流通有隔离气体，然后通过设置风机对双壁管2的外层空间21进行闭式抽风循环，维持循环管道的负压状态，确保了燃气一旦泄泄漏能以最快的速度检测和排出。隔离气体采用为二氧化碳、氮气或惰性气体的其中一种或者任意组合，本实施例中以二氧化碳为例。气流管1上的具体设置如下：
27.在气流管1上设有依次设置的主风机101和备用风机113、三通转换单元102，以及
进气接口103。其中主风机101和备用风机113平行设置接入气流管1中，在主风机101和备用风机113的前端各设有一个开关阀118，后端各设有一个止回阀114，用于风机之间的切换和维护。一般情况下仅主风机101进行工作，当主风机101失效后，可切换备用风机113工作，提高了系统的安全性。
28.三通转换单元102一般可以直接采用三通阀，使得三通阀内a、b、c三个通道可以任意两两连通切换。三通转换单元102的a和b通道接入气流管1，c通道用于连接真空喷射器104的一个进口。在其他实施例中，三通转换单元102也可以采用三通管，其中的两个通道上设有阀门，同样可以起到使三通管中任意两两连通切换，并且可靠性更高。
29.进气接口103用于连接带有进气阀门105a的进气管道105，进气管道105的另一端连接空气源115和隔离气体源116。进气管道105同时还连接真空喷射器104的另一个进口，该结构可以使真空喷射器104无需外接额外气道，简化管路结构。在真空喷射器104的两个进口处均设有进口阀门117，用于进行管路控制。
30.本实施例中，在气流管1上设有氧气传感器110用于检测外管泄漏，和低闪点燃料传感器111，用于检测内管泄漏；在气流管1还设有压力传感器106和温度传感器107用于对隔离气体的状态实施监控，得到的温度和压力还可以根据克拉珀龙方程可以估算出双壁管2外层空间21内注入隔离气体的总量，亦可用于管路泄漏的检测。
31.本实施例中，在气流管1上还设有置孔板108和压差传感器109，压差传感器109的两个测量点分别设置在置孔板108的两侧。通过置孔板108和压差传感器109可以得到隔离气体循环的流速和流量，同时可用于检测风机故障及切换。
32.本实施例的工作原理为：
33.初始状态，主风机101的开关阀118和止回阀114开启，三通转换单元102的a通道和c通道导通，进气阀门105a、真空喷射器104的两个进口阀门117都开启。此时，隔离气体源116工作，压缩的二氧化碳通过进气阀门105a快速注入双壁管2的外层空间21中，外层空间21中原有的空气通过真空喷射器104排到安全区域，即外层空间21的空气被二氧化碳置换。
34.然后关闭进气阀门105a，此时真空喷射器104仍然工作，将外层空间21中的部分二氧化碳排除，从而将外层空间21的压力降低为小于大气压的负压环境。再然后，三通转换单元102切换为a通道和b通道导通，关闭对应的进口阀门117，真空喷射器104停止工作，使得双壁管2的外层空间21和气流管1形成一个充满二氧化碳的负压闭合回路。启动风机101，使负压二氧化碳在外层空间21中循环。
35.如果在工作过程中发生外管破损，空气进入双壁管的外层空间21，可通过氧气传感器110探测；如果内管破损，燃料气体进入双壁管的外层空间21，可通过低闪点燃料传感器111探测。
36.一旦发现管路破损，首先要切断燃气的供应，然后启动扫风程序。具体为：三通转换单元102切换为a通道和c通道导通，进气阀门105a、真空喷射器104的两个进口阀门117都开启，此时隔离气体源的阀门开启，压缩的隔离气体快速充满双壁管2的外层空间21中，将泄漏的燃料置换并排出。
37.双壁管路维护检修时具体过程为：三通转换单元102切换为a通道和c通道导通，空气源115的阀门开启、真空喷射器104的两个进口阀门117都开启，此时压缩空气快速充满双壁管的外层空间21中，将隔离气体置换并排出。
38.在另一优选的实施例中，气流管1上设有压力释放阀112。在高压供给燃料系统，如果发生内管破损，压力释放阀112可以保护系统不受伤害。
39.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，其特征在于，包括气流管(1)和双壁管(2)，所述气流管(1)的两端分别连通所述双壁管(2)的外层空间(21)的两端，气流管(1)和双壁管(2)整体形成封闭的管道，该封闭的管道内循环流通有负压的隔离气体，所述隔离气体为二氧化碳、氮气或惰性气体的其中一种或任意组合；所述气流管(1)上设有主风机(101)、三通转换单元(102)和进气接口(103)，所述三通转换单元(102)包括三个通道，所述三通转换单元(102)内设有通道切换结构用于使三个通道中任意两个通道互相连通，且与另一个通道阻隔，所述三通转换单元(102)的两个通道接入气流管(1)内，另一个通道连接有真空喷射器(104)，所述进气接口(103)连接带有进气阀门(105a)的进气管道(105)。2.根据权利要求1所述的一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，其特征在于，所述真空喷射器(104)包括两个进口和一个出口，其中一个进口连接进气管道(105)，另一个进口连接三通转换单元(102)。3.根据权利要求1所述的一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，其特征在于，所述三通转换单元(102)为三通阀。4.根据权利要求1所述的一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，其特征在于，所述三通转换单元(102)为三通管，该三通管的其中两个管道出口处设有阀门。5.根据权利要求1所述的一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，其特征在于，所述气流管(1)上设有压力传感器(106)和温度传感器(107)。6.根据权利要求1所述的一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，其特征在于，所述气流管(1)上设有置孔板(108)和压差传感器(109)，所述压差传感器(109)的两个测量点分别设置在置孔板(108)的两侧。7.根据权利要求1所述的一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，其特征在于，所述气流管(1)上设有氧气传感器(110)和低闪点燃料传感器(111)。8.根据权利要求1所述的一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，其特征在于，所述气流管(1)上设有压力释放阀(112)。9.根据权利要求1所述的一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，其特征在于，所述主风机(101)的一侧设有和主风机(101)并联的备用风机(113)。10.根据权利要求9所述的一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，其特征在于，所述主风机(101)和备用风机(113)的进口侧均有开关阀(118)，出口侧均设有止回阀(114)。

技术总结
本发明涉及一种低闪点燃料双壁管闭式通风系统，包括气流管和双壁管，气流管的两端分别连通双壁管的外层空间(内管和外管之间的空间)的两端，气流管和双壁管整体形成封闭的管道，该封闭的管道内循环流通有负压的隔离气体；气流管上设有主风机、三通转换单元和进气接口，三通转换单元的两个通道接入气流管内，另一个通道连接有真空喷射器，进气接口连接带有进气阀门的进气管道。与现有技术相比，本发明通过设置风机对双壁管内的外层空间进行闭式抽风循环，并维持负压状态，确保了燃气一旦内管破损泄漏，能以最快的速度检测和排出，同时也能检测双壁管外管破损，具有节能、延长管道及元器件使用寿命、提高保温性等优点。提高保温性等优点。提高保温性等优点。


技术研发人员：惠磊
受保护的技术使用者：惠磊
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2023/5/5