CN109630890A - 一种小型lng供应系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种小型LNG供应系统，包括LNG储罐、第一缓冲罐、第二缓冲罐和第三缓冲罐；LNG储罐包括储罐罐体，储罐罐体中设有第一分隔板，第一分隔板将储罐罐体分隔成第一储液腔和第二储液腔，第一储液腔位于第二储液腔的上方；LNG分别进入第一缓冲罐和第二缓冲罐中，第一缓冲罐和第二缓冲罐同步的向LNG储罐中加入LNG；LNG进入第一进液腔中，LNG通过第一通孔进入第一储液腔中；当第一进液腔中的LNG重量增加至推动塞块向下移动后，LNG通过第一开口进入第二进液腔中，再通过第二通孔进入第二储液腔中；LNG储罐注满后，可分别通过第一出液管和第二出液管进行LNG供应；本发明保证了供气的独立、安全可靠，且方便维护保养。

Description

一种小型LNG供应系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种LNG供应系统，特别涉及一种小型LNG供应系统。

背景技术

随着我国经济发展，能源结构的调整，天然气已成为和煤炭及石油相提并论的主要能源，并且将成为未来主要能源之一。液化天然气(Liquefied Natural Gas，以下简称LNG)是继煤炭、石油之后的又一新兴绿色清洁能源，LNG是气态天然气在脱硫、脱水处理后，经低温工艺冷冻液化而成的低温(-162℃)液体混合物。在供应给下游用户使用之前，必须将LNG气化并加热至0℃以上输入管网。LNG气化时会放出大量的冷量，每吨LNG气化释放的冷能约为200kW·h。通过特定的工艺技术将这部分冷能进行回收和利用，则可以达到节能环保以及拓展LNG产业链的目的。

目前的燃气供应系统无法对LNG储存罐内的空间进行有效利用，能耗较大，安全性能有待加强。

发明内容

本发明针对上述问题提出了一种小型LNG供应系统，保证供气的独立、安全可靠，且方便维护保养。

具体的技术方案如下：

一种小型LNG供应系统，包括LNG储罐、第一缓冲罐、第二缓冲罐和第三缓冲罐；

LNG储罐包括储罐罐体，储罐罐体中水平的设有第一分隔板，第一分隔板将储罐罐体分隔成第一储液腔和第二储液腔，第一储液腔位于第二储液腔的上方；

第一储液腔中设有两个进液组件；

进液组件包括竖直设置的进液挡板，进液挡板为上大下小的圆台形结构，进液挡板顶部焊接固定在第一储液腔的顶部，进液挡板底部焊接固定资第一储液腔的底部，进液挡板中设有分隔组件；

分隔组件包括第二分隔板，第二分隔板焊接固定在进液挡板的内壁上，第二分隔板为上大下小的圆台形结构，第二分隔板的底部设有第一开口，第一开口上设有第一开关组件；

第一开关组件包括塞块、支撑架和导向杆，塞块过渡配合的插入第一开口中，多个支撑架呈圆周状的布设在塞块的底部，支撑架包括第一支撑杆和第二支撑杆，第一支撑杆向外倾斜的固定在塞块的底部，第二支撑杆水平的固定在第一支撑杆的外侧，每个第二支撑杆上分别垂直向上的固定一个导向杆，导向杆顶部穿过第二分隔板固定一个限位板，导向杆上套设弹簧，弹簧压设在限位板与第二分隔板之间；

第二分隔板将进液挡板内分隔成第一进液腔和第二进液腔，第一进液腔位于第二进液腔的上方，第一进液腔的高度小于第二进液腔的高度；第一进液腔的侧壁上设有多个第一通孔，第一通孔连通第一进液腔与第一储液腔；设置在进液挡板中的第一分隔板上设有多个第二通孔，第二通孔连通第二进液腔与第二储液腔；储罐罐体的顶部与第一进液腔相连通的设有第一进液管，储罐罐体的侧壁上与第一储液腔连通的设有第一出液管、与第二储液腔连通的设有第二出液管；

第一缓冲罐通过第一管道与一个第一进液管相连接，第二缓冲罐通过第二管道与另一个第一进液管相连接，第一出液管上连接第三管道，第三管道上依次设有第一过流防护组件、第一汽化器和第一稳压阀，第二出液管上连接第四管道，第四管道上依次设有第二过流防护组件、第二汽化器和第二稳压阀；

第一过流防护组件和第一过流防护组件均包括第一组件壳体和第二组件壳体，第一组件壳体和第二组件壳体通过螺栓和螺母锁紧固定成一体，第二组件壳体中竖直的设有第三分隔板，第三分隔板一侧为缓冲腔、第三分隔板的另一侧为溢流腔、溢流腔与第一组件壳体相连通，第三分隔板上设有第三通孔，第三通孔连通缓冲腔和溢流腔；

缓冲腔的侧壁上设有第二进液管、缓冲腔的底壁上设有第三出液管，溢流腔的侧壁上设有第四出液管；

溢流腔中设有第二开关组件；

第二开关组件包括半球体结构的压合罩，压合罩的端部设有第二开口，压合罩通过螺栓和螺母锁紧固定在第三分隔板上，压合罩的第二开口朝向第四出液管设置；

压合罩上均匀布设多个开口槽，开口槽的开口方向朝向第二开口，开口槽的两个侧壁上分别设有一个密封垫，两个密封垫相互压合的使开口槽处于封闭状态，压合罩与第三分隔板之间设有塞球，塞球的外径分别大于第二开口和第三通孔的内径；

溢流腔中设有不锈钢挡网，不锈钢挡网焊接固定在第一组件壳体中；

第一过流防护组件的第二进液管与第一储液腔相连接，第一过流防护组件的第三出液管与第一汽化器相连接，第二过流防护组件的第二进液管与第二储液腔相连接，第二过流防护组件的第三出液管与第二汽化器相连接；

第一过流防护组件和第二过流防护组件的第四出液管分别通过第五管道与第三缓冲罐相连接，第三缓冲罐通过第六管道分别与第一缓冲罐、第二缓冲罐相连接；

第一缓冲罐和第二缓冲罐分别通过第七管道与主进液管道相连接。

进一步的，进液挡板的倾斜度大于第二分隔板的倾斜度。

进一步的，第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第六管道和第七管道上均设有截止阀。

进一步的，储罐罐体中设有多个支承柱，支承柱倾斜的固定在第一分隔板与储罐罐体的底部之间。

进一步的，第二储液腔的底部向上凸出的形成球冠结构的支承凸台。

进一步的，LNG供应系统的控制方法如下：

(1)LNG通过主进液管道分别进入第一缓冲罐和第二缓冲罐中，第一缓冲罐和第二缓冲罐同步的向LNG储罐中加入LNG；

(2)LNG通过第一进液管进入第一进液腔中，初始状态时，第一进液腔中的LNG的重量不足以推动塞块，LNG通过第一通孔进入第一储液腔中；当第一进液腔中的LNG重量增加至推动塞块向下移动后，LNG通过第一开口进入第二进液腔中，再通过第二通孔进入第二储液腔中；第一开口的出液速度小于第一通孔的出液速度；

(3)LNG储罐注满后，可分别通过第一出液管和第二出液管进行LNG供应；

(4)第一过流防护组件和第二过流防护组件的作用原理为：正常状态时，LNG自第二进液管进入缓冲腔中，再通过第三出液管排出，塞球挡住压合罩的第二开口，第四出液管处于锁闭状态；当流量过大，缓冲腔中的压力将塞球推出压合罩，LNG通过第四出液管进入第三缓冲罐中；第三缓冲罐中的LNG可重新进入第一缓冲罐或第二缓冲罐中，加以重复利用；

(5)当发生过流现象后，关闭过流的通路，拆下第一组件壳体和第二组件壳体，将塞球压回压合罩中即可。

本发明的有益效果为：

(1)本发明利用合理的结构设计，采用两组通路进行独立供气、安全可靠，且方便维护保养；

(2)第一过流防护组件和第二过流防护组件的结构设置，充分保证了供气的安全性能。

附图说明

图1为本发明结构图。

图2为LNG储罐剖视图。

图3为图2中的第二分隔板放大图。

图4为第一过流防护组件剖视图。

图5为图4中压合罩左视图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

附图标记

LNG储罐1、第一缓冲罐2、第二缓冲罐3、第三缓冲罐4、储罐罐体5、第一分隔板6、第一储液腔7、第二储液腔8、进液挡板9、第二分隔板10、第一开口11、塞块12、支撑架13、导向杆14、第一支撑杆15、第二支撑杆16、限位板17、弹簧18、第一进液腔19、第二进液腔20、第一通孔21、第二通孔22、第一进液管23、第一出液管24、第二出液管25、第一管道26、第二管道27、第三管道28、第一过流防护组件29、第一汽化器30、第一稳压阀31、第四管道32、第二过流防护组件33、第二汽化器34、第二稳压阀35、第一组件壳体36、第二组件壳体37、第三分隔板38、缓冲腔39、溢流腔40、第三通孔41、第二进液管42、第三出液管43、第四出液管44、压合罩45、第二开口46、开口槽47、密封垫48、塞球49、不锈钢挡网50、第五管道51、第六管道52、第七管道53、主进液管道54、截止阀55、支承柱56、支承凸台57。

如图所示一种小型LNG供应系统，包括LNG储罐1、第一缓冲罐2、第二缓冲罐3和第三缓冲罐4；

LNG储罐包括储罐罐体5，储罐罐体中水平的设有第一分隔板6，第一分隔板将储罐罐体分隔成第一储液腔7和第二储液腔8，第一储液腔位于第二储液腔的上方；

第一储液腔中设有两个进液组件；

进液组件包括竖直设置的进液挡板9，进液挡板为上大下小的圆台形结构，进液挡板顶部焊接固定在第一储液腔的顶部，进液挡板底部焊接固定资第一储液腔的底部，进液挡板中设有分隔组件；

分隔组件包括第二分隔板10，第二分隔板焊接固定在进液挡板的内壁上，第二分隔板为上大下小的圆台形结构，第二分隔板的底部设有第一开口11，第一开口上设有第一开关组件；

第一开关组件包括塞块12、支撑架13和导向杆14，塞块过渡配合的插入第一开口中，多个支撑架呈圆周状的布设在塞块的底部，支撑架包括第一支撑杆15和第二支撑杆16，第一支撑杆向外倾斜的固定在塞块的底部，第二支撑杆水平的固定在第一支撑杆的外侧，每个第二支撑杆上分别垂直向上的固定一个导向杆，导向杆顶部穿过第二分隔板固定一个限位板17，导向杆上套设弹簧18，弹簧压设在限位板与第二分隔板之间；

第二分隔板将进液挡板内分隔成第一进液腔19和第二进液腔20，第一进液腔位于第二进液腔的上方，第一进液腔的高度小于第二进液腔的高度；第一进液腔的侧壁上设有多个第一通孔21，第一通孔连通第一进液腔与第一储液腔；设置在进液挡板中的第一分隔板上设有多个第二通孔22，第二通孔连通第二进液腔与第二储液腔；储罐罐体的顶部与第一进液腔相连通的设有第一进液管23，储罐罐体的侧壁上与第一储液腔连通的设有第一出液管24、与第二储液腔连通的设有第二出液管25；

第一缓冲罐通过第一管道26与一个第一进液管相连接，第二缓冲罐通过第二管道27与另一个第一进液管相连接，第一出液管上连接第三管道28，第三管道上依次设有第一过流防护组件29、第一汽化器30和第一稳压阀31，第二出液管上连接第四管道32，第四管道上依次设有第二过流防护组件33、第二汽化器34和第二稳压阀35；

第一过流防护组件和第一过流防护组件均包括第一组件壳体36和第二组件壳体37，第一组件壳体和第二组件壳体通过螺栓和螺母锁紧固定成一体，第二组件壳体中竖直的设有第三分隔板38，第三分隔板一侧为缓冲腔39、第三分隔板的另一侧为溢流腔40、溢流腔与第一组件壳体相连通，第三分隔板上设有第三通孔41，第三通孔连通缓冲腔和溢流腔；

缓冲腔的侧壁上设有第二进液管42、缓冲腔的底壁上设有第三出液管43，溢流腔的侧壁上设有第四出液管44；

溢流腔中设有第二开关组件；

第二开关组件包括半球体结构的压合罩45，压合罩的端部设有第二开口46，压合罩通过螺栓和螺母锁紧固定在第三分隔板上，压合罩的第二开口朝向第四出液管设置；

压合罩上均匀布设多个开口槽47，开口槽的开口方向朝向第二开口，开口槽的两个侧壁上分别设有一个密封垫48，两个密封垫相互压合的使开口槽处于封闭状态，压合罩与第三分隔板之间设有塞球49，塞球的外径分别大于第二开口和第三通孔的内径；

溢流腔中设有不锈钢挡网50，不锈钢挡网焊接固定在第一组件壳体中；

第一过流防护组件的第二进液管与第一储液腔相连接，第一过流防护组件的第三出液管与第一汽化器相连接，第二过流防护组件的第二进液管与第二储液腔相连接，第二过流防护组件的第三出液管与第二汽化器相连接；

第一过流防护组件和第二过流防护组件的第四出液管分别通过第五管道51与第三缓冲罐相连接，第三缓冲罐通过第六管道52分别与第一缓冲罐、第二缓冲罐相连接；

第一缓冲罐和第二缓冲罐分别通过第七管道53与主进液管道54相连接。

进一步的，进液挡板的倾斜度大于第二分隔板的倾斜度。

进一步的，第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第六管道和第七管道上均设有截止阀55。

进一步的，储罐罐体中设有多个支承柱56，支承柱倾斜的固定在第一分隔板与储罐罐体的底部之间。

进一步的，第二储液腔的底部向上凸出的形成球冠结构的支承凸台57。

进一步的，LNG供应系统的控制方法如下：

(1)LNG通过主进液管道分别进入第一缓冲罐和第二缓冲罐中，第一缓冲罐和第二缓冲罐同步的向LNG储罐中加入LNG；

(2)LNG通过第一进液管进入第一进液腔中，初始状态时，第一进液腔中的LNG的重量不足以推动塞块，LNG通过第一通孔进入第一储液腔中；当第一进液腔中的LNG重量增加至推动塞块向下移动后，LNG通过第一开口进入第二进液腔中，再通过第二通孔进入第二储液腔中；第一开口的出液速度小于第一通孔的出液速度；

(3)LNG储罐注满后，可分别通过第一出液管和第二出液管进行LNG供应；

(4)第一过流防护组件和第二过流防护组件的作用原理为：正常状态时，LNG自第二进液管进入缓冲腔中，再通过第三出液管排出，塞球挡住压合罩的第二开口，第四出液管处于锁闭状态；当流量过大，缓冲腔中的压力将塞球推出压合罩，LNG通过第四出液管进入第三缓冲罐中；第三缓冲罐中的LNG可重新进入第一缓冲罐或第二缓冲罐中，加以重复利用；

(5)当发生过流现象后，关闭过流的通路，拆下第一组件壳体和第二组件壳体，将塞球压回压合罩中即可。

Claims (6)

1.一种小型LNG供应系统，其特征为，包括LNG储罐、第一缓冲罐、第二缓冲罐和第三缓冲罐；

LNG储罐包括储罐罐体，储罐罐体中水平的设有第一分隔板，第一分隔板将储罐罐体分隔成第一储液腔和第二储液腔，第一储液腔位于第二储液腔的上方；

第一储液腔中设有两个进液组件；

进液组件包括竖直设置的进液挡板，进液挡板为上大下小的圆台形结构，进液挡板顶部焊接固定在第一储液腔的顶部，进液挡板底部焊接固定资第一储液腔的底部，进液挡板中设有分隔组件；

分隔组件包括第二分隔板，第二分隔板焊接固定在进液挡板的内壁上，第二分隔板为上大下小的圆台形结构，第二分隔板的底部设有第一开口，第一开口上设有第一开关组件；

第一开关组件包括塞块、支撑架和导向杆，塞块过渡配合的插入第一开口中，多个支撑架呈圆周状的布设在塞块的底部，支撑架包括第一支撑杆和第二支撑杆，第一支撑杆向外倾斜的固定在塞块的底部，第二支撑杆水平的固定在第一支撑杆的外侧，每个第二支撑杆上分别垂直向上的固定一个导向杆，导向杆顶部穿过第二分隔板固定一个限位板，导向杆上套设弹簧，弹簧压设在限位板与第二分隔板之间；

第二分隔板将进液挡板内分隔成第一进液腔和第二进液腔，第一进液腔位于第二进液腔的上方，第一进液腔的高度小于第二进液腔的高度；第一进液腔的侧壁上设有多个第一通孔，第一通孔连通第一进液腔与第一储液腔；设置在进液挡板中的第一分隔板上设有多个第二通孔，第二通孔连通第二进液腔与第二储液腔；储罐罐体的顶部与第一进液腔相连通的设有第一进液管，储罐罐体的侧壁上与第一储液腔连通的设有第一出液管、与第二储液腔连通的设有第二出液管；

第一缓冲罐通过第一管道与一个第一进液管相连接，第二缓冲罐通过第二管道与另一个第一进液管相连接，第一出液管上连接第三管道，第三管道上依次设有第一过流防护组件、第一汽化器和第一稳压阀，第二出液管上连接第四管道，第四管道上依次设有第二过流防护组件、第二汽化器和第二稳压阀；

第一过流防护组件和第一过流防护组件均包括第一组件壳体和第二组件壳体，第一组件壳体和第二组件壳体通过螺栓和螺母锁紧固定成一体，第二组件壳体中竖直的设有第三分隔板，第三分隔板一侧为缓冲腔、第三分隔板的另一侧为溢流腔、溢流腔与第一组件壳体相连通，第三分隔板上设有第三通孔，第三通孔连通缓冲腔和溢流腔；

缓冲腔的侧壁上设有第二进液管、缓冲腔的底壁上设有第三出液管，溢流腔的侧壁上设有第四出液管；

溢流腔中设有第二开关组件；

第二开关组件包括半球体结构的压合罩，压合罩的端部设有第二开口，压合罩通过螺栓和螺母锁紧固定在第三分隔板上，压合罩的第二开口朝向第四出液管设置；

压合罩上均匀布设多个开口槽，开口槽的开口方向朝向第二开口，开口槽的两个侧壁上分别设有一个密封垫，两个密封垫相互压合的使开口槽处于封闭状态，压合罩与第三分隔板之间设有塞球，塞球的外径分别大于第二开口和第三通孔的内径；

溢流腔中设有不锈钢挡网，不锈钢挡网焊接固定在第一组件壳体中；

第一过流防护组件的第二进液管与第一储液腔相连接，第一过流防护组件的第三出液管与第一汽化器相连接，第二过流防护组件的第二进液管与第二储液腔相连接，第二过流防护组件的第三出液管与第二汽化器相连接；

第一过流防护组件和第二过流防护组件的第四出液管分别通过第五管道与第三缓冲罐相连接，第三缓冲罐通过第六管道分别与第一缓冲罐、第二缓冲罐相连接；

第一缓冲罐和第二缓冲罐分别通过第七管道与主进液管道相连接。

2.如权利要求1所述的一种小型LNG供应系统，其特征为，进液挡板的倾斜度大于第二分隔板的倾斜度。

3.如权利要求1所述的一种小型LNG供应系统，其特征为，第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第六管道和第七管道上均设有截止阀。

4.如权利要求1所述的一种小型LNG供应系统，其特征为，储罐罐体中设有多个支承柱，支承柱倾斜的固定在第一分隔板与储罐罐体的底部之间。

5.如权利要求1所述的一种小型LNG供应系统，其特征为，第二储液腔的底部向上凸出的形成球冠结构的支承凸台。

6.如权利要求1所述的一种小型LNG供应系统，其特征为，LNG供应系统的控制方法如下：

(1)LNG通过主进液管道分别进入第一缓冲罐和第二缓冲罐中，第一缓冲罐和第二缓冲罐同步的向LNG储罐中加入LNG；

(2)LNG通过第一进液管进入第一进液腔中，初始状态时，第一进液腔中的LNG的重量不足以推动塞块，LNG通过第一通孔进入第一储液腔中；当第一进液腔中的LNG重量增加至推动塞块向下移动后，LNG通过第一开口进入第二进液腔中，再通过第二通孔进入第二储液腔中；第一开口的出液速度小于第一通孔的出液速度；

(3)LNG储罐注满后，可分别通过第一出液管和第二出液管进行LNG供应；

(4)第一过流防护组件和第二过流防护组件的作用原理为：正常状态时，LNG自第二进液管进入缓冲腔中，再通过第三出液管排出，塞球挡住压合罩的第二开口，第四出液管处于锁闭状态；当流量过大，缓冲腔中的压力将塞球推出压合罩，LNG通过第四出液管进入第三缓冲罐中；第三缓冲罐中的LNG可重新进入第一缓冲罐或第二缓冲罐中，加以重复利用；

(5)当发生过流现象后，关闭过流的通路，拆下第一组件壳体和第二组件壳体，将塞球压回压合罩中即可。