CN104937325B - 启动从液化气燃料系统至气动式引擎的气体输送的方法和针对气动式引擎的液化气燃料系统 - Google Patents

启动从液化气燃料系统至气动式引擎的气体输送的方法和针对气动式引擎的液化气燃料系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104937325B
CN104937325B CN201280077572.9A CN201280077572A CN104937325B CN 104937325 B CN104937325 B CN 104937325B CN 201280077572 A CN201280077572 A CN 201280077572A CN 104937325 B CN104937325 B CN 104937325B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
pressure
storage tank
engine
liquefied gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280077572.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104937325A (zh
Inventor
M·杨松
S·卡尔森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wartsila Finland Oy
Original Assignee
Wartsila Finland Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wartsila Finland Oy filed Critical Wartsila Finland Oy
Publication of CN104937325A publication Critical patent/CN104937325A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104937325B publication Critical patent/CN104937325B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/021—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the height as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/025—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the pressure as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/026—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the temperature as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/02—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with liquefied gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C6/00—Methods and apparatus for filling vessels not under pressure with liquefied or solidified gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0209—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene
    • F02M21/0212—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene comprising at least 3 C-Atoms, e.g. liquefied petroleum gas [LPG], propane or butane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0239—Pressure or flow regulators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/06—Apparatus for de-liquefying, e.g. by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F17C2205/0326—Valves electrically actuated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/035—High pressure (>10 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/04—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid before transfer
    • F17C2223/042—Localisation of the removal point
    • F17C2223/046—Localisation of the removal point in the liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0107—Single phase
    • F17C2225/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0146—Two-phase
    • F17C2225/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2225/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2225/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2225/035—High pressure, i.e. between 10 and 80 bars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/04—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid after transfer
    • F17C2225/042—Localisation of the filling point
    • F17C2225/043—Localisation of the filling point in the gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/04—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid after transfer
    • F17C2225/042—Localisation of the filling point
    • F17C2225/043—Localisation of the filling point in the gas
    • F17C2225/044—Localisation of the filling point in the gas at several points, e.g. with a device for recondensing gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/04—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid after transfer
    • F17C2225/042—Localisation of the filling point
    • F17C2225/046—Localisation of the filling point in the liquid
    • F17C2225/047—Localisation of the filling point in the liquid with a dip tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0107—Propulsion of the fluid by pressurising the ullage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F17C2227/0323—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid in a closed loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367—Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388—Localisation of heat exchange separate
    • F17C2227/0393—Localisation of heat exchange separate using a vaporiser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03—Control means
    • F17C2250/032—Control means using computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0408—Level of content in the vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0439—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0473—Time or time periods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0486—Indicating or measuring characterised by the location
    • F17C2250/0491—Parameters measured at or inside the vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0626—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0636—Flow or movement of content
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04—Reducing risks and environmental impact
    • F17C2260/046—Enhancing energy recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/05—Regasification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/065—Fluid distribution for refueling vehicle fuel tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/066—Fluid distribution for feeding engines for propulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

本发明涉及启动从液化气燃料系统(10)输送气体的方法，在该方法中，燃料储罐(12)通过填充过程被填充液化气，并且填充过程导致储罐(12)内的压力至少为引擎所需的工作压力，在该方法中，通过控制压力建立系统(22)的工作来控制储罐(12)中的压力，压力建立系统(22)包括被设置在从储罐(12)的下部通向储罐(12)的上部的管道(22.1)内的压力建立蒸发器(22.2)。当允许传热介质穿过压力建立蒸发器(22.2)不受约束地流动时，通过控制管道(22.1)内的蒸发的气体的流速来控制压力建立系统(22)。进一步，在为船只的储罐补给燃料期间，储罐的压力处于通过引入气相的液化燃料而降低的第一阶段，以允许输送，并且在第二阶段终止输送之前，将液化燃料引入液化气燃料以允许压力升高，由此满足引擎压力需要。

Description

启动从液化气燃料系统至气动式引擎的气体输送的方法和针 对气动式引擎的液化气燃料系统
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的启动从液化气燃料系统至气动式引擎(gas operated engine)的气体输送。
本发明涉及根据权利要求17的前序部分的针对气动式引擎的液化气燃料系统。
背景技术
天然气正成为针对船舶和其它海洋船只的原动机和辅助引擎的越来越具吸引力的燃料。具体地但非排它地，天然气(NG)由于其可用性而是可行的。天然气是一种气体混合物，在环境条件下包括占多数的甲烷以及少量乙烷、丙烷、丁烷和氮。相对于煤，天然气具有高的氢含量，因此当燃烧时，天然气排放量特别低，燃烧过程非常清洁，并且基本没有污染。特别是在船上有乘客的巡航船只、渡轮和所谓的客滚船上，借助于将天然气用作引擎的燃料，在船只引擎的排气中没有烟尘排放和可见烟雾是非常重要的特征，对于运载货物和散装材料的船也是如此。通常，在约-162℃的温度下将天然气存储为液化天然气(LNG)，因此，存储会产生问题，特别是在以约5巴的高压存储LNG时会产生问题，约5巴的高压是气动式活塞引擎需要的典型水平。
当装燃料(即，填充用LNG作燃料的船只的燃料舱)时，通常需要降低船只的LNG储罐内的压力以帮助液化天然气从储存罐流至船只的LNG储罐，以便与储存罐(即，LNG燃料舱)内的压力相比，使船只的储罐内具有最小/足够低的反压。通过从储罐顶部喷洒冷的LNG可以实现压力降低，这冷却气态的气体(gas in the gaseous phase)减小压力。
但是，在装燃料后，必须再次重建压力，以便具有足够的气体压力来将所述气体输送到处于适当压力下的船只引擎。在现有技术的系统中，通过加热LNG并利用所谓的压力建立回路在储罐顶部返回气体来重建所述压力。
如果船只引擎没有运转或者仅是空转，则在装燃料后仅存在有限的热可用。这意味着压力建立需要很长的时间。
在WO2011053164A1中示出了一种针对用于船舶推进的至少一个气动引擎的LNG燃料储罐系统，该系统包括至少一个LNG燃料储罐和气体容器，所述LNG燃料储罐通过LNG填充线从陆上LNG压力储罐填充设备装入燃料，其中，所述LNG燃料储罐是船舶的低压控制的大气压LNG储罐，所述气体容器是设置为分别在LNG装燃料以及LNG燃料储罐减压时积累闪蒸的和蒸发的气体的单壳非绝热的压力容器。气动引擎根据预定义的气体容器的压力，从气体容器或LNG燃料储罐得到燃料。因此，所述公开建议在LNG装燃料期间积累闪蒸的和蒸发的气体，同时通过连接在LNG燃料储罐和气体容器之间的压缩机保持所述LNG燃料储罐内的压力是低的。在完成从LNG燃料储罐装燃料后，将船只的气动引擎装燃料，使得使用来自气体容器的气体，直到压力接近约5-6巴的表头压力。
尽管在WO2011053164A1中示出的燃料系统本身可能是有益的，但是近期出现了提供其它解决方案以在海洋船只上(尤其是船只上的LNG储罐是压力容器的情况下)为LNG燃料储罐装燃料的需求。
本发明的目的是提供启动从液化气燃料系统至引擎的气体输送的方法以及针对气动式引擎的液化气燃料系统，该液化气燃料系统提供更简单的操作并且针对气动式活塞引擎直接利用气体作为燃料。
发明内容
本发明的目的根据独立权利要求的公开而基本满足。其它权利要求呈现了本发明的不同实施方式的更多细节。
根据本发明，在启动从液化气燃料系统至气动式引擎的气体输送的方法中，燃料储罐通过填充过程填充有液化气，燃料系统包括位于从所述储罐通向引擎的燃料管道内的主蒸发器，当所述引擎通过气化气体工作时，该主蒸发器使燃料储罐内的液化气蒸发，并且所述引擎启动并且工作进而产生废热，废热在传热介质回路中被利用，其中传热介质穿过设置为与所述储罐连接的压力建立蒸发器流动，并且所述主蒸发器依次与所述压力建立蒸发器串联，通过控制压力建立系统的工作来控制所述储罐内的压力，所述压力建立系统包括设置在从所述储罐的下部通向所述储罐的上部的管道内的压力建立蒸发器。所述填充过程使所述储罐内的压力至少为所述引擎所需的工作压力，并且当允许所述传热介质不受约束地穿过所述压力建立蒸发器流动时，通过控制所述管道内的蒸发的气体的流动速率来控制所述压力建立系统。
根据本发明的实施方式，所述方法在所述引擎工作的初始阶段，当仅有限量的热可用时，控制所述压力建立蒸发器内的蒸发的气体的所述流动速率，使得所述传热介质回路内的可用的热优先用于所述主蒸发器。
根据本发明的实施方式，通过设置在所述管道内的阀控制所述蒸发的气体的流动速率。
根据本发明的实施方式，所述主蒸发器使用由所述引擎产生的所述废热将所述液化气蒸发。
根据本发明的实施方式，在所述方法中，在所述引擎工作的初始阶段期间，当仅有限量的热可用时，控制流向所述引擎的气体的流动速率以及所述引擎的工作，以保持所述管道的引擎入口处的工作压力，同时所述引擎产生的可用废热用于使压力建立蒸发器仅达到保持所述储罐内的可接受的最低水平的压力的程度。
当可用热动力少时，能够用这种方式启动和运转气动式引擎。另外，这也确保了所有可用热能够并且将被用于升高或保持气体压力。
根据本发明的其它实施方式，通过填充过程用液化气填充所述燃料储罐，以便液化气被引入所述储罐，使得气体被引入所述储罐的位于所述储罐内的所述液化气的表面下方的下部，并且在所述填充过程的第一阶段期间，当气体被引入所述储罐的下部时，通过将液化气喷洒在所述储罐的位于所述储罐内的所述液化气表面上方的上部的气体空间中，来使所述储罐的所述压力保持为低于预设压力。在所述方法中，在填充过程的预定状态下，所述过程的第二阶段启动，在所述第二阶段中减少将液化气喷洒到所述储罐的所述上部的气体空间中，并且实施所述第二阶段，直到所述储罐达到预定填充阶段为止。
根据本发明的其它实施方式，一种用于气动式引擎的液化气燃料系统包括：燃料储罐，所述燃料储罐和至少一个气动式引擎连接；燃料管线，所述燃料管线包括入口连接器，液化气的外部源可以临时连接到该入口连接器中，供给管线具有至少两条支路，所述两条支路中的第一支路延伸至所述储罐并且第一支路的出口在所述储罐底部附近，并且第二支路延伸至所述储罐，并且第二支路的出口包括多个喷嘴；以及控制单元，其中，所述控制单元被设置为实施根据本发明的填充过程。
根据本发明的实施方式，在所述第二阶段结束时，所述气体压力处于连接到所述储罐的利用气体的引擎所需的水平。
根据本发明的实施方式，在所述填充过程的预定阶段之后，实施对将液化气喷洒到所述储罐的上部的气体空间中的控制，使得设置与船只中引擎所需的气体供给压力相对应的用于控制的第二预设压力。
根据本发明的实施方式，在所述填充过程的第一阶段期间被引入所述储罐的所述气体的一部分被喷洒到所述储罐的位于储罐内的所述液化气表面上方的上部的气体空间中。
根据本发明的实施方式，在第一阶段期间，所述气体的被喷洒到所述储罐的上部的气体空间中的所述部分被设置为引入所述储罐的所述气体的恒定部分。
根据本发明的实施方式，在第一阶段期间，控制将液化气喷洒到所述储罐的所述上部中的气体空间中的速率，使得所述储罐内的实际气体压力具有下降趋势，直到所述填充过程的所述预定状态为止。
根据本发明的实施方式，在所述填充过程期间，喷洒到所述储罐的位于所述储罐内的液化气表面上方的所述上部中的气体空间中的液化气从所述储罐的下部再循环。
根据本发明的实施方式，基于所述储罐内的实际气体压力和所述预设压力之间的差来控制将液化气喷洒到所述储罐的所述上部中的气体空间中的速率。
根据本发明的实施方式，在第二阶段期间，将液化气喷洒到所述储罐的上部中的气体空间中的速率完全停止。
根据本发明的实施方式，在所述方法中，限定所述预定状态，使得所述第二阶段的持续时间最小化。
所述储罐中的低的反压允许更快速地装燃料，并且以对压力建立系统的最小需求装燃料之后立刻保持储罐的工作压力。
根据本发明的其它实施方式，一种用于气动式引擎的液化气燃料系统包括：燃料储罐，所述燃料储罐和至少一个气动式引擎连接；主蒸发器，所述主蒸发器位于从所述燃料储罐通向所述引擎的燃料管道内；压力建立蒸发器，所述压力建立蒸发器被设置在从所述储罐的下部通向所述储罐的上部的管道内；以及控制单元，其中，所述控制单元被设置为实施根据权利要求1-18中的任一项所述的启动气体输送的方法。
附图说明
下面将参照示意性附图描述本发明，附图中：
图1例示了根据本发明的燃料供给系统的实施方式，
图2例示了根据本发明的燃料供给系统的另一个实施方式，以及
图2例示了在根据本发明的填充过程期间的压力的曲线图。
具体实施方式
图1描述了根据本发明的燃料系统10的实施方式。燃料系统包括与船只16的至少一个气动式引擎14连接的燃料储罐12，使得所述引擎可以利用存储在燃料储罐中的气体来工作。气体，尤其是液化天然气，以相当低的温度(典型地，以被称为低温环境的大约-162℃的温度)存储在所述储罐12中。典型地，所述气体填充储罐，使得部分气体为位于所述储罐底部12.1的液化气，并且部分气体为位于上部12.2(即，储罐的在气体的液化部分上方的气体空间)的气态气体。所述储罐12包括绝热层(未示出)以防止储罐布置中的LNG变得过热。时常填充燃料系统10，并且填充过程被执行为使得在填充后，储罐12被加压为具有至少启动引擎14的适当压力。这种适当压力取决于引擎的需要，并且它可以是根据制造商说明书的标称工作压力(nominal operational pressure)。
在该示意性实施方式中，储罐经由燃料管道18与引擎14连接。燃料管道18设置有蒸发器20，通过该蒸发器20可以根据需要使液化气在供给到引擎之前被蒸发。该蒸发器被称为主蒸发器，这是因为在引擎工作期间，在引擎中燃烧的气体不断地从储罐12中的液化气中蒸发。储罐12还设置有压力建立系统22，通过该压力建立系统22，储罐12中的压力可以保持在即使没有机械泵也可以在需要的供给压力下将燃料输送到引擎的水平。压力建立系统22包括从储罐的底部通向储罐12的顶部的管道22.1以及布置至所述管道的蒸发器22.2。在压力建立系统工作期间，液化气在蒸发器中转变为气态并被引导至储罐的顶部。蒸发升高了储罐中的压力。压力由与控制单元54连接的传感器56检测。阀50布置至管道22.1，通过所述阀可以控制管道中的气体的流动速率。阀的工作由被设置为控制燃料系统10的控制单元54控制。蒸发过程需要热以便实现液化气的相的变化。即使在船舶中通常存在多种可用热源(诸如蒸汽、热油、电加热)，最经济的方法也是使用从引擎14获得的废热。
燃料系统包括传热介质回路60，传热介质回路60被设置成与引擎62的冷却系统传热连通。传热介质回路60还连接至压力建立蒸发器22.2和主蒸发器20。连接是有益的，使得传热介质可以不受约束地(即，不进行主动控制或自由地)穿过蒸发器流动。压力建立蒸发器和主蒸发器串联连接至回路。在压力建立蒸发器22.2中传送的热通过控制蒸发的气体的流动速率来进行控制，并且不受约束地流动的传热介质根据蒸发相应量的气体所需的热来进行冷却，获得期望的流动速率。主蒸发器20中的热消耗通过蒸发的气体的流动速率来进行控制，并且不受约束地流动的传热介质根据蒸发相应量的气体所需的热量来进行冷却，获得期望的流动速率。
从引擎14可获得的废热自然是引擎运转的产物，并且该废热也取决于引擎的负载。负载越高，可用的热越多。通常，引擎在装燃料期间不运转。在装燃料期间，通过填充过程用液化气填充储罐12，并且填充过程导致储罐12中的压力至少为引擎所需的工作压力。因此，能够用最少的热仅操作主蒸发器20来启动引擎。现在，根据引擎的工作的本发明的实施方式，尤其是在引擎工作的初始阶段，当仅有限量的热可用时，基于传热介质回路中的传热介质的测量温度来控制压力建立蒸发器22.2中的蒸发的气体的流动速率，使得传热介质回路60中的可用的热优先用于主蒸发器20。为了该目的，传热介质回路设置有与控制单元54连接的传感器52。因此，优选地，主蒸发器20使用引擎14产生的废热来蒸发液化气。
这种方式可以保证，引擎14可以在需要最少的外部热的气动模式(gas mode)下启动。管道22.1中的流动速率更具体地由设置在管道22.1中的阀50来控制。
在初始阶段期间引擎工作时，控制阀50以将储罐14中的压力保持为可以操作引擎14的最低水平。因此，燃料系统设置有连接至控制单元54的压力传感器51。换言之，穿过阀56到引擎的气体流动速率和引擎14的工作被控制为保持管道18的引擎入口处的工作压力，同时在压力建立蒸发器22.2中使用的引擎产生的可用废热仅达到保持储罐12中的可接受的最低水平的压力的程度。
图2描述了根据本发明的燃料系统10的实施方式。
同样在该示意性实施方式中，储罐经由燃料管道18与引擎14连接，并且燃料管道设置有蒸发器20，通过该蒸发器20可以根据需要使液化气在供给到引擎之前被蒸发。
由于引擎消耗气体，所以必须不定期用液化气填充储罐。为了填充储罐，也称为装燃料，储罐12设置有填充系统24。填充系统包括具有入口连接器28的供给管线26，液化气的外部源30可以临时连接到该入口连接器28中以用于装燃料。供给管线具有至少两个支路，第一支路延伸至储罐12并且具有邻近储罐的底部的出口34。因此，供给管线的第一支路32在储罐12中的液化气的表面下方开口。第二支路36也延伸至储罐12，但是其具有邻近储罐的顶部且通向气态气体的空间的出口38。出口38包括多个喷嘴40，当液化气穿过喷嘴被引入储罐时，所述喷嘴40使液化气雾化变小。
当填充储罐时，液化气的外部源30连接至连接器28，准备工作已完成。储罐12内的压力下降至低于所述源30中的压力的水平，使得液化气可以流入储罐12。外部源中的压力可以由传感器58测量。在储罐填充期间，从储罐12到引擎14的燃料输送停止，并且引擎可以停止或者使用其它可能的燃料源而工作。
现在，液态的燃料经由第一支路32被引入储罐的下部21.1，在储罐中的液化气的表面下。这引起液化气的表面上升并且相应地储罐的上部12.2中的气体压力倾向于升高。因此，在填充过程的第一阶段期间，当液化气被引入储罐的下部12.1中时，通过借助于燃料供给管线26的第二支路36将液化气喷洒到位于储罐中的液化气表面上方的储罐上部中的气体空间12.2中，来将储罐内的压力保持为低于预设压力。喷洒液化气导致气体的快速蒸发并且需要热，蒸发降低了温度，进而还相应地降低了气体压力。
根据本发明，在填充过程的预定状态，所述过程的第二阶段启动，在第二阶段期间减少或者停止将液化气喷洒到储罐的上部中的气体空间12.2中。这具有使储罐内压力升高的效果。
填充过程的第二阶段终止于储罐的预定填充状态(诸如已经填充满)。有益地，第二阶段终止于整个填充过程的结束。另外，在第二阶段结束时，气体压力处于连接至储罐的利用气体的引擎所需的水平。
填充过程的预定状态可以是预定的储罐填充水平、预定的填充经过时间或者甚至是将储罐装满的估计剩余时间或估计剩余燃料量。
根据本发明的实施方式，在填充过程的预定阶段(图3，C)之后，实施将液化气喷洒到储罐的上部中的气体空间12.2中，使得设置对应于船只中的引擎14所需的气体供给压力的第二预设压力，并且气体的喷洒速率由控制单元控制。进入气体空间12.2的喷雾包括流入储罐的总燃料的期望的部分。有益地，喷雾通过操作第二支路36中的阀的开/关方式进行控制。也可以经由喷嘴40引入所有燃料。
在填充过程的第一阶段期间，控制储罐内的压力，使得气体进入储罐的部分被喷洒到位于储罐中的液化气表面上方的储罐的上部中的气体空间中，以便储罐中的压力保持为低于预设压力。
即使在图2中没有示出，也可以想象在特定情况下，喷洒到位于储罐中的液化气表面上方的储罐的上部中的气体空间中的液化气可以从储罐的下部再循环。
根据实施方式，气体的被喷洒到储罐的上部中的气体空间中的部分被设置为是引入储罐的气体的恒定部分，第二支路36中的阀在填充过程的第二阶段期间被设定在恒定位置。这样，控制简单，并且设置所述位置适于提供足够高的喷洒液化气的流动速率，以在将液化气引至储罐12的下部12.1时保持甚至降低压力。
当实施填充的主动控制时，控制将液化气喷洒到储罐的上部中的气体空间中的速率，使得储罐中的实际气体压力具有下降的趋势，直到填充过程的预定状态为止。
根据本发明的实施方式，基于储罐内的实际气体压力和预设压力之间的差来控制将液化气喷洒到储罐上方的上部中的气体空间中的速率。
在图3中，例示了储罐内的压力(纵轴)作为时间或储罐的填充状态(横轴)的函数的曲线图。在填充过程的第一阶段A期间，储罐内的压力在填充进行时具有降低倾向。从填充过程的预定状态C开始，通过降低或停止将液化气喷洒到储罐的上部中的气体空间中，使所述压力显著地迅速上升。在预定状态C之后，实施填充过程的第二阶段B，在第二阶段B期间，所述压力显著升高，直到达到储罐的预定填充阶段为止。
应注意，上文仅描述了本发明的几个最有益的实施方式。因此，很清楚，本发明并不限于上述实施方式，而可以在所附权利要求书的范围内按照多种方式应用。结合各种实施方式公开的特征还可以结合本发明范围内的其它实施方式来使用，和/或可以从所公开的特征组合出不同的装配，只要其是期望的且技术上可行即可。

Claims (17)

1.一种启动从液化气燃料系统(10)至气动式引擎的气体输送的方法，在该方法中，通过填充过程用液化气填充燃料储罐(12)，
-燃料系统(10)包括位于从所述燃料储罐(12)通向引擎(14)的燃料管道(18)内的主蒸发器(20)，该主蒸发器(20)被设置为与所述燃料储罐(12)连接并且在所述引擎通过气态气体工作时使所述燃料储罐内的所述液化气蒸发，并且
-所述引擎(14)启动并且工作，进而产生废热，
-由所述引擎产生的所述废热在传热介质回路(60)中被利用，在传热介质回路(60)中，传热介质穿过所述主蒸发器(20)流动，
-在所述引擎工作期间，通过控制压力建立系统(22)的工作来控制所述燃料储罐(12)内的压力，所述压力建立系统(22)被设置在从所述燃料储罐(12)的下部通向所述燃料储罐(12)的上部的管道(22.1)内，在所述压力建立系统工作期间，所述液化气在压力建立蒸发器(22.2)中转变为气态并且被引导至所述燃料储罐的上部，所述方法的特征在于：
-所述传热介质穿过依次串联连接的所述压力建立蒸发器(22.2)和所述主蒸发器(20)流动，通过所述传热介质来利用由所述引擎产生的所述废热，
-所述填充过程使得所述储罐(12)内的压力至少为所述引擎所需的工作压力，并且在所述填充过程后，当允许所述传热介质穿过所述压力建立蒸发器(22.2)和所述主蒸发器(20)不受约束地流动时，通过控制从所述燃料储罐(12)的下部通向所述燃料储罐(12)的上部的所述管道(22.1)内的所述蒸发的气体的流速来控制所述压力建立蒸发器(22.2)。
2.根据权利要求1所述的方法，该方法的特征在于：在该方法中，在所述引擎(14)的工作的初始阶段期间，当仅有限量的由所述引擎产生的废热可用时，控制所述压力建立蒸发器(22.2)内的所述蒸发的气体的所述流速，使得所述传热介质回路(60)内的可用的热优先用于所述主蒸发器(20)。
3.根据权利要求1所述的方法，该方法的特征在于：通过设置在从所述燃料储罐(12)的下部通向所述燃料储罐(12)的上部的所述管道(22.1)内的阀(50)来控制所述蒸发的气体的所述流速。
4.根据权利要求1所述的方法，该方法的特征在于：所述主蒸发器(20)使用由所述引擎(14)产生的所述废热将所述液化气蒸发。
5.根据权利要求4所述的方法，该方法的特征在于：在该方法中，在所述引擎(14)的工作的初始阶段期间，当仅有限量的热可用时，控制流向所述引擎的气体的流速以及所述引擎(14)的工作，以保持所述燃料管道(18)的引擎入口处的工作压力，同时由所述引擎(14)产生的可用的废热被用于使压力建立蒸发器(22.2)仅达到保持所述储罐(12)内的可接受的最低水平的压力的程度。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，实施所述储罐的所述填充过程，以便将液化气引入所述储罐，使得气体被引入所述储罐中的位于所述储罐内的所述液化气的表面下方的下部(12.1)，并且在所述填充过程的第一阶段期间，当气体被引入所述储罐的下部时，通过将液化气喷洒到所述储罐的位于所述储罐内的所述液化气的表面上方的上部(12.2)中的气体空间中，所述储罐的所述压力保持为低于预设压力，并且在填充过程的预定状态，所述过程的第二阶段启动，在所述第二阶段期间，减少将液化气喷洒到所述储罐的所述上部(12.2)中的气体空间中，并且实施所述第二阶段，直到所述储罐达到预定填充阶段为止。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述第二阶段结束时，所述气体压力处于连接到所述储罐的利用气体的引擎(14)所需的水平。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述填充过程的预定阶段之后，实施对将液化气喷洒到所述储罐的上部中的气体空间中的控制，使得设置与船只中的引擎所需的气体供给压力对应的第二预设压力。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述填充过程的第一阶段期间被引入所述储罐的所述气体的一部分被喷洒到所述储罐的位于所述储罐内的所述液化气的表面上方的上部中的气体空间中。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述第一阶段期间，所述气体的被喷洒到所述储罐的上部中的气体空间中的所述部分被设置为引入所述储罐中的所述气体的恒定部分。
11.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述第一阶段期间，控制将液化气喷洒到所述储罐的所述上部中的气体空间中的速率，使得所述储罐内的实际气体压力具有下降趋势，直到所述填充过程的所述预定状态为止。
12.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述填充过程期间，喷洒到所述储罐的位于所述储罐内的液化气的表面上方的所述上部中的气体空间中的液化气从所述储罐的下部再循环。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，基于所述储罐内的实际气体压力和所述预设压力之间的差来控制将液化气喷洒到所述储罐的所述上部中的气体空间中的速率。
14.根据权利要求6所述的方法，其中，基于所述储罐内的实际气体压力和所述预设压力之间的差来控制将液化气喷洒到所述储罐的所述上部中的气体空间中的速率。
15.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述第二阶段期间，将液化气喷洒到所述储罐的所述上部中的气体空间中的速率被完全停止。
16.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述方法中，限定所述预定状态，使得所述第二阶段的持续时间最小化。
17.一种用于气动式引擎的液化气燃料系统，该液化气燃料系统包括：
燃料储罐(12)，该燃料储罐(12)与至少一个气动式引擎(14)连接，
主蒸发器(20)，该主蒸发器(20)位于从所述燃料储罐(12)通向所述引擎(14)的燃料管道(18)内，
压力建立蒸发器(22.2)，该压力建立蒸发器(22.2)被设置在从所述储罐(12)的下部通向所述储罐(12)的上部的管道(22.1)内，
控制单元(54)，所述液化气燃料系统的特征在于：
所述控制单元(54)被设置为实施启动从液化气燃料系统(10)至气动式引擎的气体输送的方法，在该方法中，通过填充过程用液化气填充燃料储罐(12)，其中，
-所述引擎(14)启动并且工作，进而产生废热，
-由所述引擎产生的所述废热在传热介质回路(60)中被利用，在传热介质回路(60)中，传热介质穿过所述主蒸发器(20)流动，
-在所述引擎工作期间，通过控制压力建立系统(22)的工作来控制所述燃料储罐(12)内的压力，所述压力建立系统(22)包括被设置在从所述燃料储罐(12)的下部通向所述燃料储罐(12)的上部的管道(22.1)内的压力建立蒸发器(22.2)，在所述压力建立系统工作期间，所述液化气在所述压力建立蒸发器(22.2)中转变为气态并且被引导至所述燃料储罐的上部，
-所述填充过程使得所述储罐(12)内的压力至少为所述引擎所需的工作压力，并且在所述填充过程后，当允许所述传热介质穿过所述压力建立蒸发器(22.2)不受约束地流动时，通过控制从所述储罐(12)的下部通向所述储罐(12)的上部的所述管道(22.1)内的所述蒸发的气体的流速来控制所述压力建立系统(22)。
CN201280077572.9A 2012-12-14 2012-12-14 启动从液化气燃料系统至气动式引擎的气体输送的方法和针对气动式引擎的液化气燃料系统 Active CN104937325B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FI2012/051245 WO2014091061A1 (en) 2012-12-14 2012-12-14 Method of starting gas delivery from a liquefied gas fuel system to a gas operated engine and a liquefied gas fuel system for a gas operated engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104937325A CN104937325A (zh) 2015-09-23
CN104937325B true CN104937325B (zh) 2017-01-25

Family

ID=47630392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280077572.9A Active CN104937325B (zh) 2012-12-14 2012-12-14 启动从液化气燃料系统至气动式引擎的气体输送的方法和针对气动式引擎的液化气燃料系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9863370B2 (zh)
EP (1) EP2932148B1 (zh)
JP (1) JP5997849B2 (zh)
KR (1) KR101989214B1 (zh)
CN (1) CN104937325B (zh)
WO (1) WO2014091061A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5746962B2 (ja) * 2011-12-20 2015-07-08 株式会社神戸製鋼所 ガス供給方法およびガス供給装置
CN104956140B (zh) * 2012-12-14 2016-11-09 瓦锡兰芬兰有限公司 给燃料罐填充液化气的方法以及液化气燃料系统
US20150144105A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 GreenKraft LPG Fuel System
DE102014219501A1 (de) * 2014-09-26 2016-03-31 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung für ein mit verflüssigtem Erdgas betriebenes Fahrzeug, Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung und Computerprogrammprodukt
NO338906B1 (no) * 2014-12-23 2016-10-31 Rolls Royce Marine As System og fremgangsmåte for kondisjonering av LNG i drivstoffsystem
US10400712B2 (en) 2015-04-30 2019-09-03 Westport Power Inc. Intelligent pressure management system for cryogenic fluid systems
US9976517B2 (en) * 2015-09-02 2018-05-22 Caterpillar Inc. Direct injection system and method
US20170122264A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Pioneer Energy Inc Ethane Conversion System for Internal Combustion Engines
KR101734701B1 (ko) * 2015-11-02 2017-05-11 현대자동차주식회사 Lpg 연료 차량의 충전 장치 및 방법
WO2018162790A1 (en) * 2017-03-08 2018-09-13 Wärtsilä Finland Oy A liquefied gas tank arrangement and method of operating a liquefied gas tank arrangement
KR102355332B1 (ko) * 2017-05-05 2022-01-24 바르실라 핀랜드 오이 액화 가스 연료 공급 시스템 및 선박
DE102017008210B4 (de) * 2017-08-31 2020-01-16 Messer France S.A.S. Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines mobilen Kältemitteltanks mit einem kryogenen Kältemittel
JP7189962B2 (ja) * 2018-03-19 2022-12-14 ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア ガス供給アセンブリ
US10947905B1 (en) * 2019-12-11 2021-03-16 GM Global Technology Operations LLC System and process for pump assist to maximize fuel consumption in a natural gas powertrain
US11493175B2 (en) * 2019-12-31 2022-11-08 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for filling tanks of hydrogen-fueled vehicles
EP3992519A1 (de) * 2020-10-29 2022-05-04 Linde Kryotechnik AG Verfahren und vorrichtung zur versorgung mit einem kryogenen gas wie wasserstoff
US11668437B2 (en) 2020-11-12 2023-06-06 Chart Inc. Device and method for filling cryogenic tanks
WO2022225387A1 (en) * 2021-04-23 2022-10-27 Wasave Sdn Bhd System for utilizing coldness from lng regasification

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5590535A (en) * 1995-11-13 1997-01-07 Chicago Bridge & Iron Technical Services Company Process and apparatus for conditioning cryogenic fuel to establish a selected equilibrium pressure
CN1156231A (zh) * 1995-10-25 1997-08-06 波克股份有限公司 贮存多组分低温液体的设备
JP2005308149A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Iwatani Internatl Corp 需要機器連動式低温液化ガス供給装置
EP1712831A1 (en) * 2003-12-22 2006-10-18 Ros Roca Indox Equipos E Ingenieria, S.L. Mobile lng regasification plant
JP2006329359A (ja) * 2005-05-27 2006-12-07 Iwatani Industrial Gases Corp ガス供給設備及びガス供給方法
WO2010096903A1 (en) * 2009-02-26 2010-09-02 Westport Power Inc. Pressure control system and method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6298100A (ja) * 1985-10-21 1987-05-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液化ガスの充填方法
JPH09144602A (ja) * 1995-11-17 1997-06-03 Toyota Motor Corp ガスエンジンの燃料供給装置
US6125637A (en) 1997-12-16 2000-10-03 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Systems for delivering liquified natural gas to an engine
FI122137B (fi) * 2006-06-27 2011-09-15 Waertsilae Finland Oy Kaasukäyttöisen laivan polttoainejärjestelmä
JP2008267268A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の燃料供給装置
JP4969383B2 (ja) * 2007-09-25 2012-07-04 Ｕｄトラックス株式会社 天然ガス供給装置
JP4597180B2 (ja) * 2007-11-06 2010-12-15 本田技研工業株式会社 車両用空調システム
FI122608B (fi) * 2007-11-12 2012-04-13 Waertsilae Finland Oy Menetelmä LNG-käyttöisen vesialuksen käyttämiseksi ja LNG-käyttöisen vesialuksen käyttöjärjestelmä
NO334725B1 (no) * 2009-11-02 2014-05-12 Wärtsilä Oil & Gas Systems As LNG-brenseltanksystem for minst én gassmotor for skipsfremdrift

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1156231A (zh) * 1995-10-25 1997-08-06 波克股份有限公司 贮存多组分低温液体的设备
US5590535A (en) * 1995-11-13 1997-01-07 Chicago Bridge & Iron Technical Services Company Process and apparatus for conditioning cryogenic fuel to establish a selected equilibrium pressure
EP1712831A1 (en) * 2003-12-22 2006-10-18 Ros Roca Indox Equipos E Ingenieria, S.L. Mobile lng regasification plant
JP2005308149A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Iwatani Internatl Corp 需要機器連動式低温液化ガス供給装置
JP2006329359A (ja) * 2005-05-27 2006-12-07 Iwatani Industrial Gases Corp ガス供給設備及びガス供給方法
WO2010096903A1 (en) * 2009-02-26 2010-09-02 Westport Power Inc. Pressure control system and method

Also Published As

Publication number Publication date
EP2932148A1 (en) 2015-10-21
US9863370B2 (en) 2018-01-09
EP2932148B1 (en) 2022-12-07
KR101989214B1 (ko) 2019-06-13
JP5997849B2 (ja) 2016-09-28
US20150315949A1 (en) 2015-11-05
KR20150096456A (ko) 2015-08-24
WO2014091061A1 (en) 2014-06-19
CN104937325A (zh) 2015-09-23
JP2016502023A (ja) 2016-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104937325B (zh) 启动从液化气燃料系统至气动式引擎的气体输送的方法和针对气动式引擎的液化气燃料系统
CN104956140B (zh) 给燃料罐填充液化气的方法以及液化气燃料系统
US9624871B2 (en) Method and apparatus for supplying a gaseous fuel to an internal combustion engine
CN100460280C (zh) 船舶的气体供给设备及船舶的提供气体方法
US11441736B2 (en) Multi-vessel fluid storage and delivery system
CN107614962A (zh) 用于低温流体系统的智能压力管理系统
KR102330773B1 (ko) 선박
CN103314208B (zh) 燃料供给系统和操作燃料供给系统的方法
CN104955727B (zh) 天然气体燃料供给装置、船舶、向发动机供给天然气体燃料的方法
KR20150101620A (ko) 선박의 연료가스 공급시스템
US20180313497A1 (en) Method of an apparatus for treating boil-off gas for the purpose of supplying at least an engine
CN110402329A (zh) 用于内燃发动机的燃料系统
NO339027B1 (en) System and method for conditioning pressure in an LNG tank

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant