CN111473254B - 具有升高盆的低温液体分配系统 - Google Patents

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Abstract

一种低温液体分配系统，其具有容纳低温液体的罐和被构造为将低温液体保持在高于罐底部的高度的盆。该系统被构造为当罐中的低温液体具有足够的液位以提供足够的液体压头来允许泵工作时，泵送低温液体用于从罐底部分配，并且被构造为当罐中的液体没有足够的液位以提供足够的液体压头来允许泵工作来分配低温液体时，泵送低温液体用于从盆中分配。

Description

具有升高盆的低温液体分配系统
技术领域
本公开总体上涉及低温液体分配系统，尤其涉及具有罐和升高盆的低温液体分配系统，该升高盆允许罐中的更多液体被分配。
背景技术
低温流体，即在大气压下沸点通常低于-150℃的流体，用于各种应用，例如移动和工业应用。低温流体通常以液体形式储存，以减少体积，从而允许使用设计更实用和经济的容器。液体通常储存在双壁散装罐或容器中，在内部和外部容器的壁之间有真空作为隔离物，以减少从周围环境到低温液体的热传递。
低温液体例如LNG的分配要求通常是间歇的，例如，当液化天然气(LNG)燃料车辆到达LNG加燃料站加燃料时。在分配期间，低温液体可以通过使用泵从罐中移除。泵通常浸没在单独容器中的低温液体中，以确保泵的充分冷却。泵需要一定的液体压头或液体压头来灌注、启动和运行。该液体压头通常被称为所需的净正吸入压头(NPSH)，这是泵的一项设计参数。
低温液体分配系统10的示例性现有技术构造在图1中示意性示出，作为LNG加燃料站。低温液体分配系统10包括水平罐12(水平横截面积大于其垂直横截面积的罐)，其容纳低温液体14的供应源，低温液体14上方具有蒸汽顶部空间16。供应导管或管线18在第一端18a连接到罐12的底部，并且在第二端18b连接到浸没在容器22中的泵20。供应阀24在罐12底部的供应管线18的第一端18a和位于泵20处的供应管线18的第二端18b之间安装在供应管线18内。再循环导管或管线26在第一端26a连接到泵20，并且在第二端26b连接到罐12的顶部。再循环阀28在泵20处的管线26的第一端26a和罐12顶部的第二端26b之间安装在再循环管线26内。分配导管或管线30用于分配低温液体14，并且在泵20处的第一端26a和再循环阀28之间连接到再循环管线26。分配阀32安装在分配管线30中，以控制分配的低温液体14的流动。
当不需要分配低温液体14时，泵20不工作，并保持在冷状态，供应阀24处于打开位置。当需要分配低温液体14时，泵20以再循环模式启动，供应阀24和再循环阀28处于打开位置，同时分配阀32关闭。只有当操作参数稳定时，分配阀32打开，再循环阀28关闭。然后，所需量的低温液体14通过分配管线30和分配阀32输送。在分配完所需量的低温液体14后，泵20停止，分配阀32关闭，分配系统10等待下一次分配事件。
然而，在连接到罐12和泵20的供应管线18中流动的低温液体必须克服流动障碍，包括例如供应管线中的摩擦以及导致压力损失的方向和横截面变化。这种压力损失与流量的平方成正比，并影响满足泵NPSH要求所需的液柱压头。液体压头取决于高于泵20的罐12中低温液体14的相对高度X。
因此，为了使泵可靠地工作，由罐中低温液体14的液位高于泵14的吸入点的相对高度差X建立的可用液体压头必须大于或至少等于泵NPSH和压力损失的总和。当罐12中低温液体14的液位低于提供泵20所需的液体压头所需的高度时，泵20不能驱动液体分配，并且罐12中的低温液体14的一些部分不能被利用。虽然可以通过将整个罐12定位成充分地高于泵20来增加液体压头，但是由于分配系统的物理尺寸增加，这将是不希望的。这样，低温液体分配系统通常受到罐中低温液体利用率低于期望的影响，导致当液体压头或罐中残留的低温液体的体积比期望的大时，需要重新填充罐。
发明内容
本文公开的示例实施例提供了一种能克服现有技术分配系统缺点的有利的低温液体分配系统。与从罐底部泵送低温流体相比，所公开的低温液体分配系统能够在从罐中分配更多低温液体方面提供更大的利用率。该系统包括位于高于罐底部的高度的升高盆，当罐中低温液体的液位所提供的液体压头不足以使泵可靠工作时，可以使用该盆。在这种情况下，罐中的低温液体被泵送到升高盆中，以建立更大的液体压头，然后低温液体从盆中被泵出，从而提高罐中低温液体的利用率。
在一个方面，公开了一种低温液体分配系统，其包括限定容纳低温液体的区域的罐、限定被构造为在高于罐底部的高度容纳低温液体并与罐液体连通的区域的盆、以及泵。该系统还包括与罐底部和泵液体连通的第一供应管线、位于罐底部和泵之间的第一供应管线中的第一供应阀、与泵和盆液体连通的再循环管线、位于泵和盆之间的再循环管线中的再循环阀、在泵和再循环阀之间的位置处与第二管线液体连通的分配管线、分配管线中的分配阀、与盆底部和泵液体连通的第二供应管线、以及位于盆底部和泵之间的第二供应管线中的第二供应阀。
在另一方面，公开了一种分配低温液体的方法，该方法包括以下步骤：打开与泵和限定容纳低温液体的区域的罐液体连通的第一供应管线中的第一供应阀，打开与泵和限定被构造为容纳低温液体的区域的盆液体连通的再循环管线中的再循环阀，盆处于升高到高于罐底部的高度并与罐液体连通，并且将低温液体从罐底部通过第一供应管线和再循环管线泵送到盆中。该方法还包括关闭再循环阀和打开分配管线中的分配阀的步骤，该分配管线在泵和再循环阀之间的位置处与再循环管线液体连通，其中罐中低温液体的液位足以允许泵的可靠工作用于分配低温液体，并且从罐底部泵送低温液体，通过第一供应管线和第一供应阀、泵以及分配管线和分配阀。该方法还包括以下步骤：当罐中低温液体的液位下降到低于泵可靠分配工作所需的液位时，关闭第一供应阀并打开位于第二供应管线中的第二供应阀，该第二供应管线与盆的底部和泵液体连通，并且从盆的底部泵送低温液体并通过第二供应管线和第二供应阀、泵以及分配管线和分配阀。
在另一方面，公开了一种低温液体分配系统，其包括限定容纳低温液体的区域的罐、限定被构造成将低温液体保持在升高到高于罐底部的高度并与罐液体连通的区域的盆、以及第一泵。该系统还包括与罐底部和第一泵液体连通的第一供应管线、位于罐底部和第一泵之间的第一供应管线中的第一供应阀、与第一泵和罐上部液体连通的再循环管线、位于再循环管线中在第一泵和罐上部之间的再循环阀、在第一泵和再循环阀之间的位置与再循环管线液体连通的分配管线、以及分配管线中的分配阀。该系统还包括与盆底部和第一泵液体连通的第二供应管线、位于第二供应管线中在盆底部和第一泵之间的第二供应阀、相对小于第一泵的第二泵、与盆底部和第二泵液体连通的第一再循环回流管线、位于第一再循环管线中在罐底部和第二泵之间的第一再循环回流阀、以及与第二泵和盆液体连通的第二再循环回流管线。
在又一方面，公开了一种低温液体分配系统，其包括限定容纳低温液体的区域的罐、限定被构造成将低温液体保持在升高到高于罐底部的高度并与罐液体连通的区域的盆、以及第一泵。该系统还包括与罐底部和第一泵液体连通的第一供应管线、位于第一供应管线中在罐底部和第一泵之间的第一供应阀、相对小于第一泵的第二泵、与罐底部和盆液体连通的再循环管线、以及位于罐底部和盆之间的再循环管线中的第二泵。该系统还包括位于再循环管线中在罐底部和第二泵之间的再循环阀、与盆底部和第一泵液体连通的第二供应管线、位于第二供应管线中在盆底部和第一泵之间的第二供应阀、与第一泵液体连通的分配管线、以及分配管线中的分配阀。
应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性的，并且仅仅是为了解释的目的而提供的，而不是对所要求保护的主题的限制。在下面对优选实施例的描述和所附权利要求中，本公开的进一步特征和目的将变得更加明显。
附图说明
在描述优选示例实施例时，参考附图，其中相同的部分具有相同的附图标记，并且其中：
图1是现有技术低温液体分配系统的示意图；
图2是根据本发明的低温液体分配系统的第一示例实施例的示意图；
图3是图2所示低温液体分配系统的第一示例实施例的第一替代部分的示意图；
图4是图2所示低温液体分配系统的第一示例实施例的第二替代部分的示意图；
图5是图2所示低温液体分配系统的第一示例实施例的第三替代部分的示意图；
图6是图2所示低温液体分配系统的第一示例实施例的第四替代部分的示意图；
图7是图2所示低温液体分配系统的第一示例实施例的第五替代部分的示意图；和
图8是图2所示低温液体分配系统的第一示例实施例的第六替代部分的示意图；
图9是根据本发明的低温液体分配系统的第二实施例的示意图，该低温液体分配系统具有可以对罐中液体进行再循环回流的常规系统泵和可以将液体再循环回流到罐上部的盆中的单独的相对较小的泵；
图10是根据本发明的低温液体分配系统的第三实施例的示意图，该低温液体分配系统具有用于从罐中分配液体的常规系统泵和用于将液体再循环回流到罐上部的盆中的单独的相对较小的泵。
应当理解，附图不是按比例绘制的。虽然没有包括示例分配系统和替代构造的一些机械细节，但是根据本公开，这些细节被认为是在本领域技术人员的理解范围内。还应当理解，本发明不限于所示的示例实施例。
具体实施方式
根据本发明构造的低温液体分配系统110的第一示例实施例在图2中示出，示意性地示出为LNG加燃料站。低温液体分配系统110包括罐112，罐112限定了容纳低温液体114的区域，在低温液体114上方具有蒸汽顶部空间116。第一供应导管或管线118在第一端118a与罐112的底部液体连通，并且在第二端118b与浸没在单独的容器或贮槽122中的泵120液体连通。来自罐112的液体流到贮槽122，以便与泵120的入口液体连通，并将泵120浸没在液体中，以保持泵120的充分冷却。第一供应阀124位于第一供应管线118中，位于罐112底部的第一供应管线118的第一端118a和泵120处的第一供应管线118的第二端118b之间。应当理解，液体压头由罐112中低温液体114的液位高于泵120的吸入点的相对高度差X建立。此外，为了使泵120可靠地工作，液体压头必须大于或至少等于泵NPSH和流向泵入口的液体所经历的压力损失的总和。
再循环导管或管线126在第一端126a处与泵120液体连通，并且在第二端126b处与盆134液体连通，盆134限定了被构造成将低温液体135保持在升高到罐112底部上方的高度的区域，并且盆134与罐112液体连通。盆134悬置罐112内，在罐112的上部，并具有向上延伸的开口。再循环阀128在泵120处的再循环管线126的第一端126a和盆134处的第二端126b之间位于再循环管线126中。
分配导管或管线130在泵120处的第一端126a和再循环阀128之间的位置与再循环管线126液体连通。分配阀132位于分配管线130中，以控制分配的低温液体114的流动。
第二供应导管或管线136在第一端136a处与盆134的底部液体连通，并且在第二端118b处与泵120液体连通。第二供应阀138在盆134底部的第一端136a和泵120的第二端136b之间位于第二供应管线136中。应当理解，当通过第二供应管线136从盆134抽取低温液体时，由盆134中低温液体135的液位高于泵120的吸入点的相对高度差X’所建立的液体压头将大于低温液体在罐112中处于低液位时的液体压头。还可以理解，第一和第二供应阀124和138可选地可以用三通阀代替。
当不需要分配低温液体114时，泵120不工作，并通过贮槽122中的液体保持在冷状态，第一供应阀124处于打开位置。
当需要分配低温液体114时，泵120以循环模式启动，第一供应阀124和循环阀128处于打开位置，分配阀132处于关闭位置，以允许低温液体114从罐112的底部泵送到盆134。由泵120循环的低温液体被收集在盆134中直到充满。当额外的泵送液体进入盆时，溢出的液体被引导到位于盆下方的罐112的内部。
当系统的工作参数稳定时，在罐112底部的低温液体的液位足以提供支持泵120可靠工作的液体压头的情况下，再循环阀128关闭，分配阀132打开。如图2所示，分配阀132位于分配管线130中，分配管线130在泵120和再循环阀128之间的位置处与再循环管线126液体连通。然后，所需量的低温液体114通过分配管线130和分配阀132输送，只要罐112底部的低温液位足以提供支持泵120可靠工作的液体压头。在分配完所需量的低温液体114后，泵120停止，分配阀132关闭，分配系统110等待下一次分配事件。
然而，当罐112中低温液体114的液位下降到低于泵120可靠工作以进行分配所需的液位时，则第一供应管线118中的第一供应阀124关闭，而与盆134的底部和泵120液体连通的第二供应管线136中的第二供应阀138打开。现在，液体压头基于盆134中低温液体135的液位高于泵120的吸入点的相对高度差X’，并且为了泵120可靠地工作，液体压头必须大于或至少等于泵NPSH和压力损失的总和。低温液体然后从盆134的底部泵出，并通过第二供应管线136和第二供应阀138、泵120、分配管线130和分配阀132。
当分配完成时，分配阀132和第二供应阀138关闭。第一供应阀124和再循环阀128打开。泵120被切换到较低的速度，以再循环模式工作。较低的速度意味着低流速，例如，大约分配流速的三分之一。低泵速和低流速导致吸入管线或第二供应管线136的压力损失非常低。如果分配速度中的压力损失是1mb，那么在低速下，它将是1/3^2＝0.11mb。结果，在泵的较低工作速度下，罐112中的较低液位足以满足泵的NPSH要求。当盆134装满时，泵120停止，分配系统等待下一次加燃料请求，这将使用来自盆134的液体来实现。这使得能够显著更大程度地利用罐中的低温液体，而不需要增加分配系统的物理尺寸。
因此，本文公开了用低温液体分配系统110分配低温液体的方法，该方法可以解释为包括以下步骤：打开与泵120和罐112液体连通的第一供应管线118中的第一供应阀124，该罐112限定了容纳低温液体114的区域，打开与泵120和盆134液体连通的再循环管线126中的再循环阀128，盆134限定了被构造成容纳低温液体的区域，盆134处于升高到罐112底部上方的高度，并且与罐112液体连通，并且将低温液体从罐112的底部通过第一供应管线118和再循环管线126泵送到盆134，溢出的液体行进到下面的罐112的内部空间。
该方法还包括以下步骤：当系统的工作参数稳定且罐112中低温液体的液位足以允许泵120可靠工作以分配低温液体时，关闭再循环阀128并打开在泵120和再循环阀128之间的位置处与再循环管线126液体连通的分配管线130中的分配阀132，以及通过第一供应管线118和第一供应阀124、泵120以及分配管线130和分配阀132从罐112的底部泵送低温液体。
该方法还包括以下步骤：当罐112中低温液体的液位下降到低于泵120可靠工作进行分配所需的液位时，关闭第一供应阀124并打开位于与盆134的底部和泵120液体连通的第二供应管线136中的第二供应阀138，以及通过第二供应管线136和第二供应阀138、泵120以及分配管线130和分配阀132从盆134的底部泵送低温液体。该方法还包括以下步骤：当完成从盆134的分配时，关闭分配阀132和第二供应阀138，打开第一供应阀124和再循环阀128，并将泵120切换到较低速度，并以再循环模式工作，将液体从罐112的底部泵送到盆。当盆装满时，泵可以停止。
图3至图8提供了图2所示的第一示例实施例的几个替代部分，其通过类似的原理工作，但是包括与图2所示的示例不同结构的部分。相对于图2所示的示例，图3至图8所示的示例旨在与相同的泵、再循环管线和再循环阀以及相同的分配管线和分配阀一起工作。图3至图8中的示例在罐、盆和第二供应管线的构造方面不同，但是每个仍然包括第二供应管线和第二供应阀，而第一供应管线和第一供应阀基本上与图2中所示的第一示例相同。
在图3中，罐212限定了容纳低温液体214的区域，并且包括盆234，盆234限定了被构造为将低温液体235保持在升高到高于罐212底部的高度的区域。盆234从罐212的侧壁悬置，并包括位于盆234上部的开口，盆234具有将低温液体保持在高于罐212底部的液位的势能。第一供应管线218和第一供应阀224与罐212的底部液体连通，而第二供应管线236和第二供应阀238与盆234的底部液体连通，并且再循环管线226将泵送的流体通过罐212的上部和盆234中的向上开口引导至盆234。与在第一示例实施例中一样，可以理解，第一和第二供应阀224和238可选地可以用三通阀代替。结合这些替代部件的低温液体分配系统将通过相同的方法工作，并且使用与上面针对低温液体分配系统110公开的相同的泵送和分配部件。
在图4中，罐312限定了容纳低温液体314的区域，并且包括盆334，盆334限定了被构造为将低温液体335保持在升高到高于罐312底部的高度的区域。盆334从罐312的顶壁悬挂，并包括盆334上部的开口，盆334具有将低温液体保持在高于罐312底部的液位的势能。第一供应管线318和第一供应阀324与罐312的底部液体连通，而第二供应管线336和第二供应阀338与盆334的底部液体连通，并且再循环管线326将泵送的流体通过罐312的上部和盆334中的向上开口引导至盆334。与在第一示例实施例中一样，可以理解，第一和第二供应阀324和338可选地可以用三通阀代替。结合了这些替代部件的低温液体分配系统将通过与上面针对低温液体分配系统110公开的相同方法来操作。
在图5中，罐412限定了容纳低温液体414的区域，并且包括盆434，盆434限定了被构造为将低温液体435保持升高到高于罐412底部的高度的区域。盆434结合了罐412的侧壁，并包括盆434上部的开口，盆具有将低温液体保持在高于罐412底部的液位的势能。第一供应管线418和第一供应阀424与罐412的底部液体连通，而第二供应管线436和第二供应阀438与盆434的底部液体连通，并且再循环管线426将泵送的流体通过罐412的上部和盆434中的向上开口引导至盆434。与在第一示例实施例中一样，可以理解，第一和第二供应阀424和438可选地可以用三通阀代替。结合这些替代部件的低温液体分配系统将通过相同的方法工作，并且使用与上面针对低温液体分配系统110公开的相同的泵送和分配部件。
在图6中，罐512限定了容纳低温液体514的区域，并且包括盆534，盆534限定了被构造为将低温液体535保持在升高到罐512上方的高度的区域。盆534结合了罐512的侧壁，并包括盆534上部中的开口，盆具有将低温液体保持在高于罐512底部的液位的势能。第一供应管线518和第一供应阀524与罐512的底部液体连通，而第二供应管线536和第二供应阀538与盆534的底部液体连通，并且再循环管线526将泵送的流体通过罐512的上部和盆534中的向上开口引导至盆534。与在第一示例实施例中一样，可以理解，第一和第二供应阀524和538可选地可以用三通阀代替。结合了这些替代部件的低温液体分配系统将通过相同的方法操作，并且使用与上面针对低温液体分配系统110公开的相同的泵送和分配部件。
在图7中，罐612限定了容纳低温液体614的区域，并且包括盆634，盆634限定了被构造为将低温液体635保持在升高到罐612底部上方的高度的区域。盆634通过腹板637从罐612的顶壁悬挂，并包括盆634上部的开口，盆634具有将低温液体保持在高于罐612底部的液位的势能。第一供应管线618和第一供应阀624与罐612的底部液体连通，而第二供应管线636和第二供应阀638与盆634的底部液体连通，并且再循环管线626将泵送的流体通过罐612的上部和盆634中的向上开口引导至盆634。与在第一示例实施例中一样，可以理解，第一和第二供应阀624和638可选地可以用三通阀代替。结合了这些替代部件的低温液体分配系统将通过相同的方法操作，并且使用与上面针对低温液体分配系统110相同的泵送和分配部件。
在图8中，低温液体分配系统部件包括罐712，罐712限定了容纳低温液体714的区域，并且包括盆734，盆734限定了被构造为将低温液体735保持在升高到罐712的底部上方的高度处的区域。盆734从罐712的侧壁(或从独立于罐712的另一结构)悬置在外部，盆734具有将低温液体保持在高于罐712的底部的液位的势能。盆734位于高于罐712底部的高度，以便能够用于产生足够的液体压头来泵送，即使当罐712中低温液体的液位太低而不能泵送时也是如此。盆734具有导管或溢流管线737，该导管或溢流管线737允许低温液体经由再循环管线726进入盆734中，溢流到罐712中，如果盆734中的液位超过其容积。第一供应管线718和第一供应阀724与罐712的底部液体连通，而第二供应管线736和第二供应阀738与盆734的底部液体连通，再循环管线726将泵送的流体通过盆734的上部引导至盆734。与在第一示例实施例中一样，可以理解，第一和第二供应阀724和738可选地可以用三通阀代替。但是对于低温流体从盆734经由溢流管线737到罐712的转移的变化，结合这些替代部件的低温液体分配系统将通过相同的方法操作，并且使用与上面针对低温液体分配系统110公开的相同的泵送和分配部件。
根据本发明构造的低温液体分配系统810的第二示例实施例在图9中示出，示意性地示出为LNG加燃料站。第二示例实施例类似于第一示例实施例，但是系统810包括相对较小的泵，该泵专用于将液体从罐底部供应到升高的盆中，而主泵可以用于将液体再循环到罐中或者分配液体。
因此，低温液体分配系统810包括罐812，罐812限定了容纳低温液体814的区域，在低温液体814上方具有蒸汽顶部空间816。第一供应导管或管线818在第一端818a与罐812的底部液体连通，并且在第二端818b与浸没在单独的容器或贮槽822中的泵820液体连通。来自罐812的液体流到贮槽822，以与泵820的入口液体连通，并将泵820浸没在液体中，以保持泵820的充分冷却。第一供应阀824在罐812底部的第一供应管线818的第一端818a和泵820处的第一供应管线818的第二端818b之间位于第一供应管线818中。可以理解，类似于第一示例实施例，液体压头由罐812中低温液体814的液位高于泵820的吸入点的相对高度差建立。此外，为了使泵820可靠地工作，液体压头必须大于或至少等于泵NPSH和流向泵入口的液体所经历的压力损失的总和。
再循环导管或管线826在第一端826a与泵820液体连通，并且在第二端826b与罐812的上部液体连通，以允许低温液体通过使用主泵820再循环，如果需要的话。因此，再循环阀828在泵820处的再循环管线826的第一端826a和罐812的上部位置处的第二端826b之间位于再循环管线826中。
设置了盆834，盆834限定被构造为将低温液体835保持在升高到罐812底部上方的高度的区域，并且盆834与罐812液体连通。盆834悬置在罐812的上部的罐812内，并具有向上延伸的开口。再循环回流回路设置有再循环供应导管或管线840，其在第一端840a与罐812的底部液体连通，并且在第二端840b与再循环回流泵842液体连通。再循环供应阀844在罐812底部的第一端840a和泵842处的第二端840b之间位于再循环供应管线840中。应当理解，再循环回流泵842是相对较小的泵，其性能参数比常规主泵820低，因为它不用于分配。这样，泵842也将具有较小的NPSH。
再循环回流回路然后可以由再循环管线846完成，再循环管线846具有位于再循环回流泵842处的再循环管线846的第一端846a和盆834处的第二端846b之间的再循环管线846中的再循环阀848。
分配导管或管线830在泵820处的第一端826a和再循环阀828之间的位置与再循环管线826液体连通。分配阀832位于分配管线830中，以控制分配的低温液体814的流动。
第二供应导管或管线836在第一端836a与盆834的底部液体连通，并且在第二端818b与泵820液体连通。第二供应阀838位于盆834底部的第一端836a和泵820处的第二端836b之间的第二供应管线836中。应当理解，当通过第二供应管线836从盆834抽取低温液体时，由盆834中低温液体835的液位高于泵820的吸入点的相对高度差建立的液体压头将大于低温液体在罐812中处于低液位时的液体压头。还可以理解，第一和第二供应阀824和838可选地可以用三通阀代替。
第二示例实施例的系统810可以以类似于第一示例实施例的系统110的方式操作，但是相对较小的泵842可以在罐中的液体下降到期望的液位时操作，以便当系统否则不会提供足够的压头来分配液体时，通过从升高的盆834中抽取低温液体来继续利用罐812中的低温液体。
根据本发明构造的低温液体分配系统910的第三示例实施例在图10中示出，示意性地示出为LNG加燃料站。第三示例实施例类似于第一和第二示例实施例，但是系统910包括相对较小的泵，该泵专用于将液体从罐底部供应到升高的盆，而主泵不包括再循环液体的可能性，而是专用于分配低温液体。
因此，低温液体分配系统910包括罐912，罐912限定了容纳低温液体914的区域，在低温液体914上方具有蒸汽顶部空间916。第一供应导管或管线918在第一端918a与罐912的底部液体连通，并且在第二端918b与浸没在单独的容器或贮槽922中的泵920液体连通。来自罐912的液体流到贮槽922，以便与泵920的入口液体连通，并将泵920浸没在液体中，以保持泵920的充分冷却。第一供应阀924位于在罐912底部的第一供应管线918的第一端918a和泵920的第一供应管线918的第二端918b之间的第一供应管线918中。可以理解，类似于第一示例实施例，由罐912中低温液体914的液位高于泵920的吸入点的相对高度差建立液体压头。此外，为了使泵920可靠地工作，液体压头必须大于或至少等于泵NPSH和流向泵入口的液体所经历的压力损失的总和。
设置盆934，盆934限定被构造为将低温液体935保持在升高到罐912底部上方的高度的区域，并且盆934与罐912液体连通。盆934在罐912的上部悬置在罐912内，并且具有向上延伸的开口。第三示例实施例的系统910不包括利用泵920的再循环或再循环回流回路。相反，再循环回流回路设置有再循环回流供应导管或管线940，其在第一端940a与罐912的底部液体连通，并且在第二端940b与再循环回流泵942液体连通。再循环回流供应阀944位于在罐912底部的第一端940a和泵942处的第二端940b之间的再循环回流供应管线940中。再循环回流回路然后可以由再循环管线946完成，该再循环管线从再循环回流泵942处的第一端946a和盆934处的第二端946b延伸。应当理解，循环泵942是相对较小的泵，其性能参数比常规主泵920低，因为它不用于分配。这样，泵942也将具有较小的NPSH。
分配导管或管线930与泵920液体连通，分配阀932位于分配管线930中，以控制分配的低温液体914的流动。
第二供应导管或管线936在第一端936a与盆934的底部液体连通，并且在第二端918b与泵920液体连通。第二供应阀938位于盆934底部的第一端836a和泵920处的第二端936b之间的第二供应管线936中。应当理解，当通过第二供应管线936从盆934抽取低温液体时，由盆934中低温液体935的液位高于泵920的吸入点的相对高度差建立的液体压头将大于低温液体在罐912中处于低液位时的液体压头。还可以理解，第一和第二供应阀924和938可选地可以用三通阀代替。
第二示例实施例的系统910可以以类似于第一示例实施例的系统910的方式操作，但是相对较小的泵942将提供液体的所有再循环回流，并且总是将供应升高的盆934，以便允许从盆912的底部供应或者当盆中的液体下降到低于期望液位时从升高的盆934供应，以便当系统否则不能提供足够的压头来分配液体时，通过从升高的盆934中抽取低温液体来继续利用罐912中的低温液体。
总之，增加升高的盆和第二供应管线和供应阀允许低温液体被泵送到更高的位置，增强了为泵提供足够的液体压头以可靠地工作和分配否则不能从罐中抽出的低温液体的能力。此外，如示例实施例中所示，将低温液体泵送到升高的盆可以通过系统泵或相对较小的单独泵来实现，并且如果通过较小的泵，则系统可以提供或可以不提供低温液体经由相对较大的系统泵再循环到罐中。
这些能够更好地利用罐中液体的解决方案可以应用于低温液体分配系统中使用的任何水平罐，但是也可以理解，这些解决方案可以应用于低温液体分配系统中使用的任何竖直罐(竖直横截面积大于其水平横截面积的罐)。
虽然已经示出和描述了本公开的优选实施例，但是对于本领域技术人员来说，显然可以在不脱离本公开的精神的情况下对其进行改变和修改，本公开的范围由所附权利要求限定。

Claims (13)

1.一种低温液体分配系统，包括：
a.限定容纳低温液体的区域的罐；
b.限定被构造成将低温液体保持在升高到高于所述罐的底部的高度的区域并且与所述罐液体连通的盆；
c.泵；
d.与所述罐的底部和所述泵液体连通的第一供应管线；
e.位于在所述罐的底部和所述泵之间的所述第一供应管线中的第一供应阀；
f.与所述泵和所述盆液体连通的再循环管线；
g.位于在所述泵和所述盆之间的所述再循环管线中的再循环阀；
h.在所述泵和所述再循环阀之间的位置处与所述再循环管线液体连通的分配管线；
i.所述分配管线中的分配阀；
j.与所述盆的底部和所述泵液体连通的第二供应管线；以及
k.位于在所述盆的底部和所述泵之间的所述第二供应管线中的第二供应阀。
2.根据权利要求1所述的低温液体分配系统，其中，所述罐是水平罐。
3.根据权利要求1所述的低温液体分配系统，其中，所述第二供应管线在所述泵和所述第一供应阀之间的位置处与所述第一供应管线液体连通。
4.根据权利要求1所述的低温液体分配系统，其中，所述盆位于所述罐外部。
5.根据权利要求1所述的低温液体分配系统，其中，所述盆位于所述罐内部。
6.根据权利要求5所述的低温液体分配系统，其中，所述盆连接到所述罐的顶部。
7.根据权利要求5所述的低温液体分配系统，其中，所述盆连接到所述罐的侧壁。
8.根据权利要求5所述的低温液体分配系统，其中，所述盆连接到所述罐的底部。
9.一种分配低温液体的方法，包括以下步骤：
a.打开第一供应管线中的第一供应阀，所述第一供应管线与泵和限定了容纳低温液体的区域的罐液体连通；
b.打开再循环管线中的再循环阀，所述再循环管线与所述泵和限定被构造成容纳低温液体的区域的盆液体连通，所述盆位于升高到高于所述罐的底部的高度并与所述罐液体连通；
c.将低温液体从所述罐的底部通过所述第一供应管线和所述再循环管线泵送到所述盆；
d.关闭所述再循环阀并打开分配管线中的分配阀，该分配管线在所述泵和所述再循环阀之间的位置处与所述再循环管线液体连通，其中所述罐的底部中的低温液体的液位足以允许所述泵可靠地工作以分配低温液体；
e.通过所述第一供应管线和第一供应阀、所述泵以及所述分配管线和分配阀从所述罐的底部泵送低温液体；
f.当所述罐的底部的低温液体的液位下降到低于所述泵可靠工作进行分配所需的液位时，关闭所述第一供应阀并打开位于第二供应管线中的第二供应阀，所述第二供应管线与所述盆的底部和所述泵液体连通；以及
g.通过所述第二供应管线和第二供应阀、所述泵以及所述分配管线和分配阀从所述盆的底部泵送低温液体。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：
h.当分配完成时，关闭所述分配阀和所述第二供应阀；
i.打开所述第一供应阀和所述再循环阀；
j.将所述泵切换到较低速度并以再循环模式工作，将液体从所述罐的底部泵送到所述盆中；
k.关闭所述第一供应阀和所述再循环阀，并打开所述第二供应阀；以及
l.通过所述第二供应管线和第二供应阀、所述泵、所述分配管线和所述分配阀从所述盆的底部泵送低温液体。
11.一种低温液体分配系统，包括：
a.限定容纳低温液体的区域的罐；
b.限定被构造成将低温液体保持在升高到高于所述罐的底部的高度的区域并且与所述罐液体连通的盆；
c.第一泵；
d.与所述罐的底部和所述第一泵液体连通的第一供应管线；
e.位于在所述罐的底部和所述第一泵之间的所述第一供应管线中的第一供应阀；
f.与第一泵和罐的上部液体连通的再循环管线；
g.位于在所述第一泵和所述罐的上部之间的所述再循环管线中的再循环阀；
h.在所述第一泵和所述再循环阀之间的位置处与所述再循环管线液体连通的分配管线；
i.所述分配管线中的分配阀；
j.与所述盆的底部和所述第一泵液体连通的第二供应管线；
k.位于在所述盆的底部和所述第一泵之间的所述第二供应管线中的第二供应阀；
l.相对地小于所述第一泵的第二泵；
m.与所述罐的底部和所述第二泵液体连通的第一再循环回流管线；
n.位于所述第一再循环回流管线中在所述罐的底部和所述第二泵之间的第一再循环回流阀；以及
o.与所述第二泵和所述盆液体连通的第二再循环回流管线。
12.根据权利要求11所述的低温液体分配系统，还包括位于所述第二再循环回流管线中的第二再循环回流阀，所述第二再循环回流管线与所述第二泵和所述盆液体连通。
13.一种低温液体分配系统，包括：
a.限定容纳低温液体的区域的罐；
b.限定被构造成将低温液体保持在升高到高于所述罐的底部的高度的区域并且与所述罐液体连通的盆；
c.第一泵；
d.与所述罐的底部和所述第一泵液体连通的第一供应管线；
e.位于在所述罐的底部和所述第一泵之间的所述第一供应管线中的第一供应阀；
f.相对地小于所述第一泵的第二泵；
g.与所述罐的底部和所述盆液体连通的再循环管线；
h.位于在所述罐的底部和所述盆之间的所述再循环管线中的所述第二泵；
i.位于所述再循环管线中在所述罐的底部和所述第二泵之间的再循环阀；
j.与所述盆的底部和所述第一泵液体连通的第二供应管线；
k.位于所述第二供应管线中在所述盆的底部和所述第一泵之间的第二供应阀；
l.与所述第一泵液体连通的分配管线；以及
m.所述分配管线中的分配阀。
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