CN110740926B - 通过供气用双管道的空气循环系统及由其的空气循环方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过用于供气的双管道的空气循环系统及由其的空气循环方法，该系统包括双管道、气体供给部、空气供给部和空气吸入装置，其中，双管道与气体处理装置连接并且供给有气体，气体供给部通过所述双管道的内侧管道将气体供给到所述气体处理装置，空气供给部通过所述双管道的外侧管道供给空气，并且空气吸入装置随着高压的流体流入而吸入由所述空气供给部供给到所述外侧管道的空气并使其进行循环，根据本发明，并不通过如现有的风扇来使空气通过双管道的外侧管道进行循环，而是能够通过经简化的结构和具有效率性的结构来使空气通过用于供气的双管道进行循环。

Description

通过供气用双管道的空气循环系统及由其的空气循环方法
技术领域
本发明涉及通过用于供给在船舶中泄露时具有危险性的LNG等的气体的双管道进行空气循环的系统以及由该系统进行空气循环的方法。
背景技术
在看重LNG等的安全性的处理气体的船舶和海上结构物中会使用双管道(DoubleWall Pipe)以防止LNG的泄露危险。
在LNG运输船等中搭载有蒸发气体的再液化装置或者ME-GI引擎等的高压天然气喷射引擎的船舶和海上结构物的情况下，因为LNG等不应在设置有该装置的引擎室等的安全区域中泄漏，因此设置有双管道，并且即使输送的LNG由内侧管道(Inner Pipe)泄露，也能够通过外侧管道(Outer Pipe)来进行双重的阻断。
通过这种外侧管道，在引擎等被启动时会始终保持空气的循环，并且为了感测到因凝结水而导致的腐蚀污染或气体的泄露，需要始终能够以每小时30次地交换干燥空气。
这样循环的空气会被排出到船外或者排出到没有火灾危险性的区域。
在传统中为了通过这种双管道的外侧管道进行空气循环，设置有能够生成干燥的空气并通过双管道的外侧管道对干燥的空气进行供给并且能够吸入空气以使得空气能够进行循环的风扇(Fan)。
然而，在用于空气循环的这种风扇的情况下，存在着昂贵且电力消耗严重的缺点。
此外，由于其为电器设备，因此还必须配置有防爆设计。
发明内容
技术问题
本发明是为了解决上述问题而创出的，本发明的目的在于提供如下的通过用于供气的双管道的空气循环系统以及由该空气循环系统的空气循环方法，即，该空气循环系统并不通过如现有的风扇来使空气通过双管道的外侧管道进行循环，而是通过经简化的结构和具有效率性的结构来使空气进行循环。
解决问题的手段
为了实现如上所述的目的，本发明提供通过用于供气的双管道的空气循环系统，该空气循环系统包括双管道、气体供给部、空气供给部、空气流出线和空气吸入装置，其中，双管道与气体处理装置连接并且供给有气体，气体供给部通过所述双管道的内侧管道将气体供给到所述气体处理装置，空气供给部通过所述双管道的外侧管道供给空气，空气流出线使在所述外侧管道中循环的空气流出，并且空气吸入装置与所述空气流出线连接，并且随着高压的流体流入而吸入由所述空气供给部供给到所述外侧管道的空气并使其进行循环。
在根据本发明第一实施方式的空气循环系统中，所述空气吸入装置而使高压的水流入以吸入供给到所述外侧管道的空气的水喷射器(Water Ejector)，并且该空气循环系统还包括第一排出线，而第一排出线将流入到所述水喷射器的水排出到船外。
根据本发明的第一实施方式的空气循环系统还可包括压力表和控制阀，其中，压力表设置在所述第一排出线上并且感测所述第一排出线的排出压力，并且控制阀设置在所述第一排出线上并且根据由压力表感测到的压力值来进行控制。
流入到所述水喷射器的水可为从海底阀箱供给以对冷却水进行冷却并循环的水。
在根据本发明的第二实施方式的空气循环系统中，所述空气吸入装置为使高压的空气流入以吸入供给到所述外侧管道的空气的空气注射器(Air Ejector)，并且该空气循环系统还包括第二排出线，而第二排出线排出流入到所述空气注射器的空气。
所述第二排出线与将空气从所述空气供给部输送到所述外侧管道的空气供给线连接，并且通过使由所述第二排出线排出的空气通过所述空气供给线循环到所述外侧管道，使空气可在没有所述空气供给部的附加的空气供给的情况下也能够循环到所述外侧管道。
当感测到朝向所述外侧管道的气体的泄露时，可阻断从所述第二排出线循环到所述空气供给线的空气的供给，并且可控制所述空气供给部以将空气再次供给到所述外侧管道。
在根据本发明的第三实施方式的空气循环系统中，所述空气吸入装置为使高压的蒸汽流入以吸入供给到所述外侧管道的空气的蒸汽喷射器(Steam Ejector)，并且该空气循环系统还包括蒸汽供给装置、凝结水循环线和第三排出线，其中，蒸汽供给装置产生蒸汽并将蒸汽供给到所述蒸汽喷射器，凝结水循环线从所述蒸汽喷射器的后端分支并连接到所述蒸汽供给装置，并且第三排出线从所述蒸汽喷射器的后端分支并将蒸汽和气体排出到船外。
流入到所述蒸汽喷射器的蒸汽通过所述凝结水循环线再次供给到所述蒸汽供给装置，而在气体朝向所述外侧管道泄露的情况下，可通过所述第三排出线一同排出泄露的气体和蒸汽。
所述凝结水循环线和所述第三排出线可分别通过设置在所述蒸汽喷射器的后端处的三向阀来分支。
流入到所述蒸汽喷射器的蒸汽变换为凝结水，沿着所述凝结水循环线临时存储在热井中，并且所述热井中形成有排气线以使得泄露的气体能够通过所述排气线排出。
根据本发明的第三实施方式的空气循环系统还可包括气体感测器，而气体感测器设置在所述空气流出线上并且感测气体的泄露。
根据本发明的第一实施方式至第三实施方式的空气循环系统还可包括气体吹扫线和控制部，其中，气体吹扫线与所述双管道连接以将泄露的气体排出到所述外侧管道，并且控制部控制由所述气体供给部供给的气体和由所述空气供给部供给的空气并且感测在所述双管道中泄露的气体以对泄露的气体进行控制以使其通过吹扫线排出。
此外，为了实现如上所述的目的，本发明提供通过用于供气的双管道的空气循环方法。
根据本发明的一实施方式的空气循环方法可包括以下步骤：通过空气供给部将空气供给到供给有气体的双管道的外侧管道；使高压的空气流入空气注射器(Air Ejector)以将供给到所述外侧管道的空气吸引到空气流出线侧；通过第二排出线排出流入到所述空气注射器的空气；以及使通过所述第二排出线排出的空气循环到所述外侧管道，其中，通过使流入到所述空气注射器之后通过所述第二排出线排出的空气循环到所述外侧管道，使空气在没有所述空气供给部的附加的空气供给的情况下也能够循环到所述外侧管道。
根据本发明的一实施方式的空气循环方法还可以包括以下步骤：当感测到气体泄露到所述外侧管道时，阻断从所述第二排出线循环到所述外侧管道的空气的供给，并且控制所述空气供给部以将空气再次供给到所述外侧管道。
根据本发明的另一实施方式的空气循环方法包括以下步骤：通过空气供给部将空气供给到供给有气体的双管道的外侧管道；使高压的蒸汽流入蒸汽喷射器(SteamEjector)以将供给到所述外侧管道的空气吸引到空气流出线侧；以及排出流入到所述蒸汽喷射器的蒸汽，其中，流入到所述蒸汽喷射器的蒸汽被排出到凝结水循环线，而在气体朝向所述外侧管道泄露的情况下，通过第三排出线将泄露的气体和蒸汽一同排出到船外。
流入到所述蒸汽喷射器的蒸汽可为在设置在船舶上的蒸汽供给装置中产生的。
根据本发明的另一实施方式的空气循环方法还可包括以下步骤：将从所述蒸汽喷射器排出到所述凝结水循环线的蒸汽变换为凝结水；以及将经变换的所述凝结水再次供给到所述蒸汽供给装置。
根据本发明的另一实施方式的空气循环方法还包括以下步骤：将经变换的所述凝结水临时存储在热井中，并且所述热井中可形成有用于排出泄露的气体的排气线。
根据本发明的空气循环方法还可包括以下步骤：当感测到气体泄露到所述外侧管道时，中断朝向所述双管道的内侧管道的气体的供给；以及通过与所述双管道连接的气体吹扫线排出泄露的气体。
发明效果
根据本发明的通过用于供气的双管道的空气循环系统以及由该空气循环系统的空气循环方法，能够实现比现有的系统配置简单的系统配置，并且可不使用昂贵的风扇。
此外，在水喷射器(Water Ejector)的情况下，无需额外的电源，并且维护保养简单。此外，通过利用目前必须配置在船舶上的海水冷却系统，其具有更高的效率。
此外，在使用空气注射器(Air Ejector)的情况下，通过使循环能够通过为了空气循环而供给的空气来实现，配置被进一步简化并且为有效率的。
此外，在使用蒸汽喷射器(Steam Ejector)的情况下，因为使用现有的蒸汽循环系统，因此是资源有效的，并且维护保养简单。此外，通过将为了使流入到蒸汽喷射器的空气循环而被使用的蒸汽再次供给到蒸汽供给装置，能够更加有效率地使用资源。
根据本发明，喷射器配置为多端的，因此根据期望的容量进行的设计的变化是灵活的。
进一步地，即使气体从双管道的内侧管道泄露，也能够稳定地对其进行监测并控制，从而能够使气体被安全地排出，因此与传统相比，能够配置成稳定的系统。
附图说明
图1示出了根据本发明的第一实施方式的空气循环系统。
图2示出了根据本发明的第二实施方式的空气循环系统。
图3示出了根据本发明的第三实施方式的空气循环系统。
具体实施方式
为了充分地理解本发明和本发明的操作上的优点以及通过本发明的实施而实现的目的，应参照示例出本发明的优选实施方式的附图以及附图中记载的内容。
图1示出了根据本发明的第一实施方式的空气循环系统。
在下文中，参照图1对根据本发明的第一实施方式的空气循环系统进行说明。
根据本发明的第一实施方式的空气循环系统是通过配置在处理LNG等的气体的船舶和海洋结构物上的双管道来使气体进行循环的系统。
为此，空气循环系统包括双管道110、气体供给部120、空气供给部130和空气吸入装置等。
双管道110具有内侧管道111和外侧管道112的双重结构并且设置在设置有气体处理装置A的安全区域S内，以用于安全地运输内含泄露危险的气体等。
气体处理装置A作为对气体进行处理或者将气体用作燃料的装置，其可为再液化装置或ME-GI引擎等，并且在本发明的一实施方式中将ME-GI引擎示出为其实例，并且设置有ME-GI引擎的引擎室为安全区域S。
气体供给部120通过气体供给线121将气体供给到气体处理装置A，并且气体供给线121可与双管道110连接以通过双管道的内侧管道111供给气体。
这种气体供给线121上设置有主气体阀122，并且通过控制部190的控制来控制气体的供给和中断。
为了保护内侧管道111并且感测气体的泄露，外侧管道112中会循环有空气，而空气是通过空气供给部130供给的。
从空气供给部130供给的空气通过空气供给线131流入到双管道的外侧管道112。
流入到双管道的外侧管道112的空气是减压处理到与大气压接近的约5bar左右的干燥空气，并且为了调整这种压力，空气供给线131上设置有压力调节阀132。
此外，空气供给线131上设置有用于感测空气的循环的流动感测器133，并且当通过流动感测器133确认到空气持续性地供给到外侧管道112时，控制部190判断为气体处理装置A准备好被启动，并且控制气体供给部120和主气体阀122来供给气体。
循环的空气通过空气流出线141流出，并且空气流出线141上设置有气体感测器142，由此感测在内侧管道111中气体的泄露，并且当感测到气体的泄露时，控制气体吹扫阀182以使得气体能够通过与双管道110连接的气体吹扫线181稳定地排出。
空气流出线141上设置有空气吸入装置，随着高压的流体通过额外的线路流入，供给到外侧管道112的空气可被吸入到空气流出线141。
在本发明的第一实施方式中，空气吸入装置适用了随着高压的水流入而吸入外侧管道112上的空气的水喷射器151(Water Ejector)，并且在高压且大容量的水以低压且快速的速度转换期间通过其来吸入空气从而产生真空。
在采用水喷射器151的情况下，因为高压的水的密度为高的，因此能够吸入相对密度小的许多空气。
设置在船舶和海洋结构物上的海水冷却系统中所使用的水可流入到这种水喷射器151。
即，通过泵P从海底阀箱S供给的水在冷却器C中对冷却水进行冷却，并且循环的水可流入到水喷射器151。
通过这种方式流入到水喷射器151的水在经过水喷射器151之后通过第一排出线161排出到船外，并且第一排出线161上形成有压力表162，从而能够对水喷射器151的正常启动与否进行测量。
此外，第一排出线161上可配置有排出控制阀163，由此使得控制部190可根据通过压力表162感测到的第一排出线161上的排出压力来控制排出压力。
在船舶的情况下，由于吃水线(draft)可能不为恒定的，船外排出的压力可能会发生变化，因此排出压力的调节是重要的，由此能够对排出的压力进行调节以使得水喷射器151的效率为最佳的。
如上所述，根据本发明的第一实施方式的空气循环系统去除了传统的风扇，并且替代性地将必须配置在船舶和海洋结构物上的海水冷却系统中所使用的水作为媒介，从而能够用简单的配置稳定地运用系统。
图2示出了根据本发明的第二实施方式的空气循环系统。
在下文中，参照图2对根据本发明的第二实施方式的空气循环系统进行说明，其中，对于与先前在第一实施方式中说明的配置相同的配置的描述被省略。
根据本发明的第二实施方式的空气吸入装置适用了随着高压的空气流入而吸入外侧管道112上的空气的空气注射器251(Air Ejector)。
流入到空气注射器251的空气使用常用于船舶中的压缩空气系统。
即，通常在船舶中压缩为约30bar的压缩空气通过空气压缩机AC等流入到空气注射器251，并且通过降低单元R适当地减压为符合空气注射器251之后流入到空气注射器251。
由此，吸入双管道的外侧管道112的空气来使其进行循环，并且流入到空气注射器251的空气通过第二排出线261排出，而通过使第二排出线261与空气供给线131连接，使空气能够在没有空气供给部130的附加的空气供给的情况下进行循环，从而能够减少空气的消耗。
在这种过程中剩余的空气经由第二排出线261通过排出口262排出。
另外，当通过气体感测器142感测到气体的泄露时，使泄露的气体被控制为能够通过三向控制阀271排出到安全的地点。
此外，当感测到气体的泄露时，通过控制空气供给部侧三向控制阀272来阻断通过空气注射器251排出的气体的循环，并且空气通过空气供给部130供给到空气供给线131。
如上所述，根据本发明的第二实施方式的空气循环系统去除了传统的风扇，并且替代性地将配置在船舶和海洋结构物上的压缩空气系统所产生的压缩空气作为媒介，从能能够用简单的配置稳定地运用系统。
图3示出了根据本发明的第三实施方式的空气循环系统。
在下文中，参照图3对根据本发明的第三实施方式的空气循环系统进行说明，其中，对于与先前在第一实施方式中说明的配置相同的配置的描述被省略。
根据本发明的第三实施方式的空气吸入装置适用了随着高压的蒸汽(Steam)流入而吸入外侧管道112上的空气的蒸汽喷射器351(Water Ejector)，并且在高压且大容量的蒸汽以低压且快速的速度转换期间通过其来吸入空气从而产生真空。
在采用蒸汽喷射器351的情况下，因为高压的蒸汽的密度为高的，因此能够吸入相对密度小的许多空气。
由设置在船舶和海洋结构物上的蒸汽系统产生的蒸汽可流入到这种蒸汽喷射器351。
船舶和海洋结构物上必不可少地适用了蒸汽系统，并且在需要设备的加热和热源的地点处适用了使用锅炉和引擎的废热的如省煤器(Economizer)的蒸汽供给装置352来产生蒸汽，以供给蒸汽。
即，由蒸汽供给装置352产生的蒸汽在压力调整为适合于蒸汽喷射器351的6bar左右之后流入到蒸汽喷射器351，并且由此使得外侧管道112的空气能够进行循环。
通过这种方式流入到蒸汽喷射器351的蒸汽可在经过蒸汽喷射器351之后由三向控制阀361通过第三排出线362排出到船外，或者可通过凝结水循环线363再次供给到蒸汽供给装置352。
即，当外侧管道上发生气体泄露等的紧急状况时，通过控制三向控制阀361使蒸汽通过第三排出线362排出到船外，并且此时，泄露的气体也会与蒸汽或凝结水一同被排出从而能够减少火灾的危险。
此外，正常地流入到蒸汽喷射器351的蒸汽通过凝结水循环线363进行循环并再次供给到蒸汽供给装置352，由此使得蒸汽能够再次产生在蒸汽供给装置352中，从而构成资源有效的系统。
凝结水循环线363被分支并且经由蒸汽疏水阀371(Steam trap)将低压的蒸汽转换为凝结水，或者经由倾卸冷凝器372(Dumping condenser)使蒸汽凝结并变换为高温的水，从而能够存储在热井373(Cascade tank)中，并且存储在热井373中的凝结水可被供给到蒸汽供给装置352以再次产生蒸汽。
热井373中可附加地配置有排气线374以使得流入到热井373中的泄露气体能够被排出，并且排气线374上可设置有气体感测器375以立即感测到气体的泄露。
如上所述，根据本发明的第三实施方式的空气循环系统去除了传统的风扇，并且替代性地将必须配置在船舶和海洋结构物上的蒸汽系统所产生的蒸汽作为媒介，从而能够用简单的配置稳定地运用系统，并且能够使被使用的蒸汽再次被使用，从而形成资源有效的系统。
如上所述的根据本发明的通过用于供气的双管道的空气循环系统以及由该空气循环系统的空气循环方法不限于所记载的实施方式，并且本领域普通技术人员将明确，能够在不背离本发明的思想和范围的情况下进行多种修改和变形。因此，这种修改例或变形例应落入本发明的权利要求书的范围内。

Claims (11)

1.一种通过用于供气的双管道的空气循环系统，包括：
双管道，所述双管道与气体处理装置连接并且供给有气体；
气体供给部，所述气体供给部通过所述双管道的内侧管道将气体供给到所述气体处理装置；
空气供给部，所述空气供给部通过所述双管道的外侧管道供给空气；
空气流出线，所述空气流出线使在所述外侧管道中循环的空气流出；以及
空气吸入装置，所述空气吸入装置与所述空气流出线连接，并且随着高压的流体流入，吸入由所述空气供给部供给到所述外侧管道的空气并使其进行循环，
其中，所述空气吸入装置为使高压的蒸汽流入以吸入供给到所述外侧管道的空气的蒸汽喷射器，以及
其中，所述空气循环系统还包括：
蒸汽供给装置，所述蒸汽供给装置产生蒸汽并将蒸汽供给到所述蒸汽喷射器；
凝结水循环线，所述凝结水循环线从所述蒸汽喷射器的后端分支并连接到所述蒸汽供给装置；以及
蒸汽排出线，所述蒸汽排出线从所述蒸汽喷射器的后端分支并将蒸汽和气体排出到船外。
2.如权利要求1所述的通过用于供气的双管道的空气循环系统，其中，流入到所述蒸汽喷射器的蒸汽通过所述凝结水循环线再次供给到所述蒸汽供给装置，而在气体朝向所述外侧管道泄露的情况下，通过所述蒸汽排出线一同排出泄露的气体和蒸汽。
3.如权利要求1所述的通过用于供气的双管道的空气循环系统，其中，所述凝结水循环线和所述蒸汽排出线分别通过设置在所述蒸汽喷射器的后端处的三向阀来分支。
4.如权利要求2所述的通过用于供气的双管道的空气循环系统，其中，流入到所述蒸汽喷射器的蒸汽变换为凝结水，并且沿着所述凝结水循环线临时存储在热井中，以及
所述热井中形成有排气线以使得泄露的气体能够通过所述排气线排出。
5.如权利要求2所述的通过用于供气的双管道的空气循环系统，还包括：
气体感测器，所述气体感测器设置在所述空气流出线上并且感测气体的泄露。
6.如权利要求1所述的通过用于供气的双管道的空气循环系统，还包括：
气体吹扫线，所述气体吹扫线与所述双管道连接以将泄露的气体排出到所述外侧管道；以及
控制部，所述控制部控制由所述气体供给部供给的气体和由所述空气供给部供给的空气，感测在所述双管道中泄露的气体以对泄露的气体进行控制以使其通过吹扫线排出。
7.一种通过用于供气的双管道的空气循环方法，包括以下步骤：
通过空气供给部将空气供给到供给有气体的双管道的外侧管道；
使高压的蒸汽流入蒸汽喷射器以将供给到所述外侧管道的空气吸引到空气流出线侧；以及
排出流入到所述蒸汽喷射器的蒸汽，
其中，流入到所述蒸汽喷射器的蒸汽被排出到凝结水循环线，而在气体朝向所述外侧管道泄露的情况下，通过蒸汽排出线将泄露的气体和蒸汽一同排出到船外。
8.如权利要求7所述的通过用于供气的双管道的空气循环方法，其中，流入到所述蒸汽喷射器的蒸汽是在设置在船舶上的蒸汽供给装置中产生的。
9.如权利要求8所述的通过用于供气的双管道的空气循环方法，还包括以下步骤：
将从所述蒸汽喷射器排出到所述凝结水循环线的蒸汽变换为凝结水；以及
将经变换的所述凝结水再次供给到所述蒸汽供给装置。
10.如权利要求9所述的通过用于供气的双管道的空气循环方法，还包括以下步骤：
将经变换的所述凝结水临时存储在热井中，
其中，所述热井中形成有用于排出泄露的气体的排气线。
11.如权利要求7所述的通过用于供气的双管道的空气循环方法，还包括以下步骤：
当感测到气体泄露到所述外侧管道时，中断朝向所述双管道的内侧管道的气体的供给；以及
通过与所述双管道连接的气体吹扫线排出泄露的气体。
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