CN112050081B - 一种双燃料船舶移动式验收及进出料装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，涉及船用设备技术领域，包括汇流排总管、分别连接于汇流排总管的卸车增压撬、第一气化撬、第二气化撬、第三气化撬和地面火炬，以及用于控制卸车增压撬、第一气化撬、第二气化撬、第三气化撬和地面火炬工作的控制中心，能同时对接不同出口流量的槽车进行汇流，加注时能向船舶提供低温液体、低温气体和常温气体三种加注方式，集卸车、气化、加注和废气处理为一体，功能齐备，性能优良；本发明充分满足LNG燃料动力船舶的发展需求，弥补LNG燃料动力船舶加注基础设施的不足，适用于各型号双燃料动力船舶在不同码头的靠泊使用，尤其是填补了当前国内在超大型双燃料动力船舶进行验收及进出料装置上的技术空白。

Description

一种双燃料船舶移动式验收及进出料装置

技术领域

本发明涉及船用设备技术领域，具体涉及一种双燃料船舶移动式验收及进出料装置。

背景技术

船舶是油耗大户，排放是否达标是影响航线和港口停泊的重要指标之一，主要涉及到COx、NOx和SOx的排放。IMO于2011年7月通过的MARPOL公约要求2020年船舶动力燃料含硫量低于0.5%，对于特殊排放控制区(ECA)到2015年其燃油含硫量必须低于0.1%，这些要求都说明国际减排标准日益严格。在国际节能减排标准日益严格和油价居高不下的背景下，研发新能源船型已成为航运界迫在眉睫的首要任务。液化天然气(LNG)以其低污染、清洁、经济等特性在替代传统能源中愈加突出，将其作为船舶动力燃料得到了航运界的普遍认可，以及多国的政策支持。例如从环保角度，在相同热值下，采用LNG作为船舶动力燃料，NOx的排放可以减少80%左右，COx的排放可以减少20%左右，同时几乎不产生SOx和PM，可显著提高船舶环保性能，并满足MARPOL公约要求，尤其是ECA区域的排放要求；从燃料成本角度，欧美国家LNG市场价格仅为原油价格的1/4~1/3，而东亚国家受进口运输成本和不具备开采技术等因素影响价格偏高，但仍低于原油价格。

因此在国内外，随着行业标准、技术标准以及基础设施的不断完善，各国政策的大力支持，LNG燃料动力船舶在未来几年将迎来快速发展的好时期，得到迅速的发展，而LNG燃料以其独特的优势将成为未来船舶动力的主要来源之一。经过多年的探索和应用，目前制约LNG燃料动力船舶快速发展的主要因素有3类：第一，成本问题，包括对LNG燃料动力船舶的技术研发投入和LNG价格区域性不平衡；第二，技术标准问题，包括在LNG燃料动力船舶缺失技术规范和对操作人员资质和培训规范；第三，LNG燃料动力船舶加注基础设施不足问题。

对于第三类问题，即船用LNG加注的运营，对于先有LNG燃料动力船舶还是先有LNG加注基础设施，一直是新型船推广的阻力。现有技术中建设有固定式LNG燃料动力船舶加注站，但是数量不足且分布不合理，导致LNG燃料动力船舶无法即时加注。因此需要开发一套能配合LNG燃料动力船舶移动，并实现对LNG燃料动力船舶验收及预冷加注的设备。

此外，2017年中船集团所属沪东中华造船等公司与法国达飞轮船公司签署了多艘23000TEU超大型双燃料动力集装箱船建造合同，刷新了全球集装箱船建造纪录，对于此类超大型双燃料动力新造船舶进行LNG燃料加注并开展试航作业系国内首次，目前国内现有的固定式加注站无法满足使用。

发明内容

本发明目的在于提供一种双燃料船舶移动式验收及进出料装置，填补了现有技术中缺乏对超大型双燃料动力船舶进行验收及LNG燃料预冷加注设备的空白，该设备是集卸车、气化、加注和废气处理等为一体的移动式槽车预冷加注系统，解决了槽车对船移动式预冷加注相关问题，系统内各个子系统采用软管连接解决采用LNG作为燃料的、不适用于在接收站及加注站进行预冷加注相关操作的船舶的预冷加注，不受场地限制，具有便携性。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种双燃料船舶移动式验收及进出料装置，包括汇流排总管、卸车增压撬、第一气化撬、第二气化撬、地面火炬和控制中心；

所述汇流排总管包括第一液相管道、第一气相管道和放散管道，所述汇流排总管设置为由多个汇流排撬依次串联的结构，且任一汇流排撬均连接有一卸车增压撬；所述卸车增压撬设置有第二液相管道和第二气相管道，所述第二液相管道和第二气相管道的入口端分别连接于槽车，所述第二液相管道和第二气相管道的出口端分别连接于第一液相管道和第一气相管道；所述放散管道采用第一长轴截止阀分别连接于第一液相管道、第一气相管道和各卸车增压撬的第二液相管道、第二气相管道；

所述第一气化撬包括第三液相管道、第一气化器、第三气相管道和第一温度检测控制装置，所述第三液相管道的入口端采用第一低温阀门连接于第一液相管道的出口端，所述第三液相管道的出口端第一支路连接于船舶液相口、第三液相管道的出口端第二支路依次连接于第一气化器和第三气相管道；所述第三气相管道的出口端连接于船舶气相口；所述放散管道采用第二长轴截止阀分别连接于第三液相管道和第三气相管道；所述第一温度检测控制装置包括设置在第三液相管道第二支路上的第一电动调节阀和设置在第三气相管道上的第一温度变送器，第一电动调节阀和第一温度变送器分别电连接于控制中心；所述控制中心内预设有第一气化器出口气相温度的第一温度阈值，用于根据第一温度变送器实时检测的第三气相管道中的气相温度与第一温度阈值的比较结果，调节第一电动调节阀的开度；

所述第二气化撬包括第二温度变送器和依次连接的第二气化器、第四气相管道，所述第二气化器的入口端采用第二低温阀门连接于第三气相管道，所述第四气相管道的出口端连接于船舶气相口；所述第二温度变送器设置在第四气相管道上，用于实时检测第四气相管道中的气相温度；所述放散管道采用球阀连接于第四气相管道；

所述第三气相管道中的气相为低温气相，所述第四气相管道中的气相为常温气相；

所述地面火炬包括燃烧塔组、废气传输系统、伴烧长明系统、氮气吹扫系统和第一压力控制装置；所述燃烧塔组包括若干地面火炬筒，所述地面火炬筒内设置有燃烧器；所述废气传输系统的输入端连接于放散管道出口端，废气传输系统的输出端分别连通至各地面火炬筒内；所述伴烧长明系统包括伴烧燃料供应装置和对应设置在各地面火炬筒内的点火装置，所述伴烧燃料供应装置的输出端分别连通至各地面火炬筒内，并经设置在各地面火炬筒内的点火装置点燃；所述氮气吹扫系统包括氮气撬，所述氮气撬的输出端连接于废气传输系统的输出端；

所述第一压力控制装置电连接于控制中心，第一压力控制装置设置在废气传输系统的输入端，用于实时检测废气传输系统输入端的废气压力；所述控制中心内预设有燃烧塔组内各地面火炬筒开启燃烧对应的废气传输系统输入端废气压力范围，控制中心根据第一压力控制装置检测的废气压力与预设的各地面火炬筒开启燃烧对应的废气传输系统输入端废气压力范围的比较结果，控制燃烧塔组中一个或多个地面火炬筒开启废气燃烧。

为了避免第一气化器长时间使用后，本发明的双燃料船舶移动式验收及进出料装置设计了备用的第三气化撬与第一气化撬交替工作。

由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，获得了如下有益效果：

本发明公开的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，显著的优点在于提供一种能对超大型双燃料动力船舶进行验收及LNG燃料预冷加注设备，填补当前国内在超大型双燃料动力船舶进行验收及LNG燃料预冷加注领域的技术空白，并且也能应用于大中小型容量的双燃料动力船舶的验收及进出料使用。

本发明提供的装置能在船舶交付验收及后续进出料过程的过程持续使用，包括汇流排总管、分别连接于汇流排总管的卸车增压撬、第一气化撬、第二气化撬和地面火炬，以及用于控制卸车增压撬、第一气化撬、第二气化撬和地面火炬工作的控制中心；其中，汇流排总管由多个汇流排撬依次串联，各汇流排撬连接有一个卸车增压撬，可根据场地面积选择汇流排撬的数量，通过该设计在卸车时可移动式增加多个卸车位，同时对接多个槽车，显著提升卸车量；本发明充分考虑经由槽车汇流的气相流量不足的问题，通过设置第一气化撬、第二气化撬，在使用时能同时提供常温气相和低温气相，配合汇流排总管的低温液相，该设备加注时能向船舶提供三种加注方式，功能范围更广。另外，通过设计地面火炬的燃烧塔组为由废气流量控制启动的多个地面火炬筒结构，显著提升地面火炬的燃烧量。

本发明的双燃料船舶移动式验收及进出料装置同时集卸车、气化、加注和废气处理功能为一体，充分满足LNG燃料动力船舶的发展需求，弥补LNG燃料动力船舶加注基础设施的不足；同时，采用将设备的各个组成撬通过软管连接的方式，实现设备在船舶行进码头间移动式拆合组装，无需固定式安装，各组成部件的撬组可分别按照加注需求运输至船舶停靠码头，拼装后使用；在设备集成的前提下，通过一套设备完成加注过程的多种加注预冷需求。

此外，本发明为了减小对第一气化撬中第一气化器的耗损，设置了与第一气化撬交替备用的第三气化撬，避免持续使用同一气化撬导致气化效率降低发生温度失控现象，提高气化撬的使用寿命。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本发明双燃料船舶移动式验收及进出料装置组成图；

图2为图1中汇流排总管及卸车增压撬管路图；

图3为图1中第一气化撬、第二气化撬和第三气化撬管路图；

图4为图1中地面火炬管路图；

图5为地面火炬筒主视图；

图6为地面火炬筒组俯视图；

图7为图6中地面火炬筒组沿A-A方向剖视图。

图中，各标记的具体意义为：

1-汇流排总管，1.1-汇流排撬，1.2-第一液相管道，1.3-第一气相管道，1.4-放散管道，2-卸车增压撬，3-第一气化撬，4-第二气化撬，5-第三气化撬，6-地面火炬，6.1-地面火炬筒，6.1.1-底座，6.1.2-筒体，6.2-废气传输系统，6.3-伴烧长明系统，6.4-氮气吹扫系统，6.5-热电偶，6.6-火焰检测器，6.7-吹扫风机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件，并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

基于现有技术LNG燃料动力船舶发展存在若干制约的因素，其中，除归因于行业发展时间短、标准不健全外，主要的制约因素是现有LNG燃料动力船舶加注基础设施不足导致无法满足LNG燃料动力船舶的需要，例如，1）缺乏对超大型双燃料动力船舶进行验收及LNG燃料预冷加注设施，2）现有加注基础设施占地面积大、受场地限制，LNG燃料动力船舶只能行驶到有加注站的港口或码头才能进行加注等；因此本发明旨在提出一种不受场地限制，能随着LNG燃料动力船舶的运行在即时停靠码头或港口进行对船舶预冷加注的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，弥补LNG燃料动力船舶加注基础设施的不足，适用于超大型、大中小型LNG双燃料动力船舶使用，充分满足超大型、大中小型LNG燃料动力船舶的验收及进出料加注需求。

下面结合附图所示，对本发明公开的双燃料船舶移动式验收及进出料装置作进一步具体介绍。

结合图1所示，本发明公开的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，包括汇流排总管1、卸车增压撬2、第一气化撬3、第二气化撬4、地面火炬6和控制中心，卸车增压撬2、第一气化撬3、第二气化撬4和地面火炬6分别连接于汇流排总管1，控制中心分别控制各组件工作，实现向LNG燃料动力船舶输送低温液相、低温气相和常温气相。

结合图2所示，汇流排总管1包括第一液相管道1.2、第一气相管道1.3和放散管道1.4，汇流排总管1设置为由多个汇流排撬1.1依次串联的结构，且任一汇流排撬1.1均连接有一卸车增压撬2；通过将汇流排总管1设置为由多节汇流排撬1.1拼装，配合卸车增压撬2和实现根据卸车流量提供多个移动式卸车位，同时对多辆槽车进行卸车。

其中，卸车增压撬2设置有第二液相管道和第二气相管道，第二液相管道和第二气相管道的入口端分别连接于槽车，第二液相管道和第二气相管道的出口端分别连接于第一液相管道1.2和第一气相管道1.3，槽车的储量在汇流排总管1汇集。为了保障可燃气、液体的安全传输，汇流排总管1中的放散管道1.4分别连接于第一液相管道1.2、第一气相管道1.3和各卸车增压撬2的第二液相管道、第二气相管道，基于第一液相管道1.2、第一气相管道1.3、第二液相管道、第二气相管道传输的是低温液体和低温气体，一般采用第一长轴截止阀与放散管道1.4连通。

在船舶预冷加注过程中，通常由卸车增压撬2汇集到汇流排总管1中气相不足以达到船舶加注的需求量，需要进一步外接其他气相供应设备提高气相总量。本发明的实施例通过设置第一气化撬3和第二气化撬4来增加气相总量。

结合图3所示，第一气化撬3包括第三液相管道、第一气化器、第三气相管道和第一温度检测控制装置，所述第三液相管道的入口端采用第一低温阀门连接于第一液相管道的出口端，所述第三液相管道的出口端第一支路连接于船舶液相口、第三液相管道的出口端第二支路依次连接于第一气化器和第三气相管道；所述第三气相管道的出口端连接于船舶气相口；为确保具有可燃性的低温气、液体的传输安全，第三液相管道和第三气相管道依次采用第二长轴截止阀分别连通于放散管道1.4。第一温度检测控制装置包括设置在第三液相管道第二支路上的第一电动调节阀和设置在第三气相管道上的第一温度变送器，第一电动调节阀和第一温度变送器分别电连接于控制中心；控制中心内预设有第一气化器出口气相温度的第一温度阈值，控制中心根据第一温度变送器实时检测的第三气相管道中的气相温度与第一温度阈值的比较结果，调节第一电动调节阀的开度。

第一气化撬3中第一气化器选用无过热段气化器，因此从第三液相管道输入的低温液体仅能实现相态变化，由低温液体气化为低温气体，该过程的控制一方面通过对第一气化器的选型设计，另一方面通过第一温度变送器对第三气相管道中气相温度的监控；例如，控制中心内预设的第一温度阈值为-130℃，当第一温度变送器检测的第一气化器出口的气相温度低于-130℃时，控制中心控制第一电动调节阀调小，当第一温度变送器检测的第一气化器出口的气相温度高于-130℃时，控制中心控制第一电动调节阀调大。

第二气化撬4包括第二温度变送器、第二气化器和第四气相管道，其中，第二气化器选用无气化段气化器，第二气化器的入口端采用第二低温阀门连接于第三气相管道，第四气相管道的入口端连接于第二气化器的出口端，第四气相管道的出口端连接于船舶气相口；另外，为了确保第二气化撬4中可燃性气体的安全传输，第四气相管道采用球阀连通于放散管道1.4。第二气化器仅用于实现气体升温，将第一气化器出口的低温气体升温为常温气体，附图所示的实施例中，第二温度变送器设置在第四气相管道上，用于监测第二气化器出口的气相温度。第二温度变送器电连接于控制中心，控制中心内预设有第二气化器出口气相温度的第二温度阈值，例如-35℃，当控制中心根据第二温度变送器监测到第二气化器出口的气相温度低于-35℃，则控制调节第一电动调节阀调小，以提高第二气化器入口的气相温度。本发明中将第二气化器出口温度高于第二温度阈值的气相定义为常温气相。

由于第一气化撬3一方面用于产生低温气相，另一方面联合第二气化撬4产生常温气体，使得第一气化撬3被频繁使用，老化的速率加快；为了减小对第一气化撬3的耗损，本发明的双燃料船舶移动式验收及进出料装置还进一步设置了与第一气化撬3交替备用的第三气化撬5，以避免持续使用同一气化撬，减小第一气化撬3的损耗，提高第一气化撬3、第三气化撬5的使用寿命。

第三气化撬5并联连接于第一气化撬3，包括第二温度检测控制装置和依次连接的第五液相管道、第三气化器及第五气相管道，第五液相管道的入口端采用第三低温阀门连接于第三液相管道的第一支路，所述第五液相管道的出口端连接于第三气化器的入口端；所述第五气相管道的入口端连接于第三气化器的出口端，第五气相管道的出口端连接于第三气相管道，同理，为确保具有可燃性的低温气、液体的传输安全，第五液相管道和第五气相管道分别采用第三长轴截止阀连通于放散管道1.4。第二温度检测控制装置包括设置在第五液相管道上的第二电动调节阀和设置在第五气相管道上的第三温度变送器，第二电动调节阀和第三温度变送器分别电连接于控制中心；控制中心内预设有第三气化器出口气相温度的第二温度阈值，控制中心根据第三温度变送器实时检测的第五气相管道中的气相温度与第二温度阈值的比较结果，调节第二电动调节阀的开度，实现对第三气化器出口、第五气相管道中气相的温度调控。为便于实施，通常第三气化撬5与第一气化撬3结构尺寸、控制回路完全相同。

在船舶加注时，通常较少出现低温气体和常温气体同步加注的情况，因此为了避免第一气化撬3和第二气化撬4出口的气相相互干扰，当第二气化撬4工作时，第一气化撬3出口的低温气相完全供给第二气化器。具体操作为，第四气相管道的出口端采用第四低温阀门连接于第三气相管道，并且第二气化器的入口端与第三气相管道连接处至第四气相管道与第三气相管道的连接处之间设置有电连接于控制中心的第五低温阀门；通过第五低温阀门切换向第三气相管道输送的气相为低温气相或常温气相，实现低温气相或常温气相的独立传输回路。

此外，除上述的通过增设气化撬来提高气相总量的方式外，附图2所示的实施例中还通过在卸车增压撬2中设置第四气化器的方式提高气相流量；具体位置，第四气化器的入口端连接于第二液相管道，第四气化器的出口端连接于第二气相管道，即部分低温液体先气化为气相，再经由汇流排总管1加注到船舶。

结合图4所示，地面火炬6包括燃烧塔组、废气传输系统6.2、伴烧长明系统6.3、氮气吹扫系统6.4和第一压力控制装置；其中，燃烧塔组包括若干地面火炬筒6.1，地面火炬筒6.1内设置有燃烧器；废气传输系统6.2的输入端连接于放散管道1.4出口端、废气传输系统6.2的输出端分别连通至各地面火炬筒6.1内，用于将经放散管道1.4汇集的可燃气体导入地面火炬筒6.1内进行燃烧；伴烧长明系统6.3包括伴烧燃料供应装置和对应设置在各地面火炬筒6.1内的点火装置，伴烧燃料供应装置的输出端分别连通至各地面火炬筒6.1内，并经设置在各地面火炬筒6.1内的点火装置点燃，实现在地面火炬筒6.1内长明灯的效果；氮气吹扫系统6.4包括氮气撬，所述氮气撬的输出端连接于废气传输系统6.2的输出端，用于保持废气传输系统6.2内微正压，防止废气燃烧时回火。

第一压力控制装置电连接于控制中心，设置在废气传输系统6.2的输入端，用于实时检测废气传输系统6.2输入端的废气压力；控制中心内预设有燃烧塔组内各地面火炬筒6.1开启燃烧对应的废气传输系统6.2输入端废气压力范围，控制中心根据第一压力控制装置检测的废气压力与预设的各地面火炬筒6.1开启燃烧对应的废气传输系统6.2输入端废气压力范围的比较结果，控制燃烧塔组中一个或多个地面火炬筒6.1开启废气燃烧；通过一个或多个地面火炬筒6.1同步燃烧显著提高可燃气体的燃烧量。

进一步结合附图所示，废气传输系统6.2包括废气传输总管和若干废气传输支管，废气传输总管的入口端连接于放散管1.4出口，废气传输总管的输出端分别连接于各废气传输支管；第一压力控制装置设置在废气传输总管上，包括用于检测废气传输总管内废气压力的第一压力变送器和用于控制废气传输总管通断的废气闸阀；废气传输支管的数量与地面火炬筒6.1的数量一一对应，废气传输支管的输出端伸入地面火炬筒6.1内部连接于地面火炬筒6.1内的燃烧器，且各废气传输支管上分别设置有第一电控闸阀，第一电控闸阀用于控制废气传输支管的通断；当，废气传输支管导通，废气传输系统6.2向对应于该废气传输支管的地面火炬筒6.1传输可燃气体，可燃气体由伴烧长明系统6.3点燃进行燃烧。

伴烧燃料供应装置包括LPG撬、伴烧燃料传输总管、若干伴烧燃料传输支管和第二压力控制装置，伴烧燃料传输总管的输入端连接于LPG撬，伴烧燃料传输总管的输出端分别连接于各伴烧燃料传输支管；第二压力控制装置设置在伴烧燃料传输总管上，包括用于检测伴烧燃料传输总管内伴烧燃料压力的第二压力变送器和用于调节伴烧燃料流量的伴烧燃料流量阀；伴烧燃料传输支管的数量与所述废气传输支管的数量一一对应，伴烧燃料传输支管的输出端伸入地面火炬筒6.1内部，并且各伴烧燃料传输支管上分别设置有第二电控闸阀，第二电控闸阀用于在信号控制下控制伴烧燃料传输支管的通断，即，当伴烧燃料传输支管导通时，伴烧长明系统6.3正常点燃。在具体实施时，为了确保地面火炬筒6.1内进行可燃气体排放处理时，始终能将可燃气体燃烧处理后排放，避免可燃气体积聚，造成安全隐患，各伴烧燃料传输支管应始终处于导通状态，保证了任一废气传输支管启用传输可燃气体时都可以直接被点燃，不会出现点火失败的现象。

为确保地面火炬筒6.1内的可燃气体被点燃，实施例在燃烧塔组中任一地面火炬筒6.1内部还设置有电连接于控制中心的火焰检测器6.6和温度检测器，温度检测器设置为电连接于火炬组控制系统的热电偶6.5，通过火焰检测器和温度检测器的配合使用检测地面火炬筒6.1内废气是否点燃的目的，当未被点燃时由控制中心发出警报。

氮气吹扫系统还包括氮气传输总管、若干氮气传输支管和第三压力控制装置，氮气传输总管的输入端连接于氮气撬，氮气传输总管的输出端分别连接于各氮气传输支管。第三压力控制装置设置在氮气传输总管上，包括用于检测氮气传输总管内氮气压力的第三压力变送器和用于调节氮气流量的氮气流量阀；氮气传输支管的数量与废气传输支管的数量一一对应，氮气传输支管的输出端分别连通至各废气传输支管，并且各氮气传输支管上分别设置有第三电控闸阀，第三电控闸阀用于在信号控制下控制氮气传输支管的通断。一般，只有当该路废气传输支管启动进行可燃气体排放时，与该废气传输支管连通的氮气传输支管才会启动导通。

控制中心分别电连接于第二压力控制装置、第三压力控制装置、第一电控闸阀、第二电控闸阀和第三电控闸阀，控制中心根据第一压力控制装置检测的废气压力与预设的各地面火炬筒6.1开启燃烧对应的废气传输系统输入端废气压力范围的比较结果，调节伴烧燃料流量和氮气流量，控制开启废气传输支管中一个或多个第一电控闸阀，以及控制开启对应于第一电控闸阀的一个或多个第二电控闸阀和对应于第一电控闸阀的一个或多个第三电控闸阀。控制中心通过对第一电控闸阀、第二电控闸阀和第三电控闸阀的同步控制，实现放散管道1.4中可燃气体的后处理。

地面火炬设置了氮气吹扫系统6.4以避免燃烧时发生回火造成安全隐患，但为了进一步提高废气传输和燃烧过程的安全性，进一步结合附图4所示，在各废气传输支管上设置有并联于第一电控闸阀的爆破片、串联于第一电控闸阀的第一阻火器。同理，在伴烧燃料传输总管上设置有串联于第二压力控制装置的第二阻火器。

本发明实施例中控制中心对各废气传输支路的启停控制采用的是对废气传输总管的压力调控方式，也可以直接采用流量调控方式，另一些未被本发明说明书公开的调控方式也应该在本发明的保护范围内。本发明实施例所用的控制中心为现有技术中常见的PLC控制系统，当然，本发明的控制中心不限于现有技术中常见的PLC控制系统，也可以其他能够实现上述控制过程的控制程序。控制中心还设置有设备信息系统，该系统收集船舶预冷加注设备个阀门、检测设备的数据信息，如温度、流量、压力等，信息数据通过显示装置进行显示，当出现异常数据时进行标记或报警，提高船舶预冷加注设备的自动化。

附图4所示的实施例中，地面火炬6还设置有吹扫风机系统，该系统包括数量等同于燃烧塔组中地面火炬筒6.1数量的吹扫风机6.7，以及连接于吹扫风机6.7出口的送风管，吹扫风机6.7设置在地面火炬筒6.1外部，送风管远离吹扫风机6.7的开口自地面火炬筒6.1底部朝向地面火炬筒6.1内部筒体；吹扫风机系统用于紧急情况下吹扫地面火炬筒6.1内部。

另外，结合图2和图3所示，汇流排总管1中放散管道1.4汇集的是不同温度的气相，一般该气相的温度都低于常温，因此经放散管道1.4出口的气相需要先进行升温复热后再燃烧处理；故，汇流排总管1中放散管道1.4的出口端设置有EAG复热器、流量监测装置、第二球阀和报警装置，流量监测装置、第二球阀和报警装置分别电连接于控制中心。废气传输总管的入口端连接于EAG复热器出口端，流量监测装置和第二球阀设置在废气传输总管上，流量监测装置用于监测废气传输总管中废气流量并发送至控制中心，控制中心根据其监测的流量值调控第二球阀的开度，防止可燃气体流量过大，燃烧不完全，保证火炬的运行安全。为确保可燃气体的安全放散，第二球阀要求设置为常开，报警装置电连接于第二球阀，当第二球阀关闭时，报警装置开始报警。

结合图5至图7所示，燃烧塔组由多个地面火炬筒组构成，地面火炬筒组设置为由三个地面火炬筒6.1沿其高度方向两两并联构成的三角型稳定排布结构；地面火炬筒包括底座6.1.1和安装在底座6.1.1上的筒体6.1.2，其中，筒体6.1.2沿其高度方向的截面设置为同心圆环结构，该同心圆环结构自筒体6.1.2外侧向筒体6.1.2内部依次为加强结构、罩壳和防火隔热层。

如图6所示，罩壳设置为圆筒状，罩壳靠近底座6.1.1的端部沿罩壳外壁周圈均匀设置有若干支撑柱，支撑柱沿筒6.1.2高度方向布置，支撑柱靠近底座6.1.1的端部凸出于罩壳底端面，并且支撑柱靠近底座6.1.1的端部连接于底座6.1.1。支撑柱凸出于罩壳底端面的部分连接有与筒体6.1.2同轴的环梁，环梁依次连接于各支撑柱，并且环梁、支撑柱和罩壳底端面之间构成镂空结构，镂空结构便于地面火炬筒6.1内部燃烧时的空气流动。

加强结构设置在支撑柱上方，包括沿筒体6.1.2高度方向均匀布置的肋板和沿罩壳外壁周圈布置的环形板，肋板和环形板相互垂直，并且肋板与环形板交错构成在罩壳外壁的网格结构；支撑柱远离底座6.1.1的端部抵接于最靠近底座6.1.1的环形板板面；防火隔热层覆盖罩壳内表面，包括涂覆在罩壳内壁的防火材料层和设置在防火材料层内部的不锈钢网，所述不锈钢网采用U型卡钉连接于罩壳内壁。

为了便于地面火炬随LNG燃料船舶移动在码头间移动组装，并且能有效地实现废气的充分燃烧，需要严格控制地面火炬筒6.1的尺寸。定义地面火炬筒6.1的高度为H、直径为D，则2m≤D≤4m，H≤12m，地面火炬筒6.1尺寸过大不利于运输。另外，为减少燃烧塔燃烧时对外界的热辐射，定义筒体6.1.2内部防火隔热层沿筒体6.1.2径向的厚度为δ，δ的取值至少使得地面火炬筒6.1燃烧时筒体6.1.2外表面的温度不高于60℃。此外，为确保地面火炬筒6.1整体结构的稳固性，通常罩壳、加强结构、支撑柱、环梁、底座6.1.1的材质均选用铸铁或碳钢；已知船舶停驻码头单位面积的受力控制一般控制在2吨/平方米以内，超过该数值可能会造成码头地面的塌陷，具有安全隐患，不利于码头的长久使用，因此筒体6.1.2尺寸的设计的选择对码头安全至关重要。这也是无法在码头建立固定式地面火炬的一方面原因。

上述实施例中燃烧塔组燃烧控制的过程是，当单个地面火炬筒6.1的燃烧量不能满足放散管道1.4放散要求时，可依次同时启动2个或3个地面火炬筒6.1同时燃烧；当单个地面火炬筒组的燃烧量不能满足放散管道1.4放散要求时，可在燃烧塔组进一步增设多个地面火炬筒组，增大燃烧量直至满足放散要求。通常一个地面火炬筒组即可达到LNG燃料船舶移动加注工艺过程废气放散的要求。

本发明附图2所示的实施例，在汇流排撬1.1之间、汇流排撬1.1与卸车增压撬2之间、放散管道1.4与地面火炬6之间、第一气化撬3与汇流排总管1之间、第二气化撬4与汇流排总管1之间以及第三气化撬5与汇流排总管1之间均采用软管连接，采用软管连接的方式，便于双燃料船舶移动式验收及进出料装置各组成部件在船舶停驻码头间移动组装和各部件的拆分运输。当然，为防止双燃料船舶移动式验收及进出料装置各组成部分发生可燃气体泄漏，实施例中在卸车增压撬2、第一气化撬3、第二气化撬4和第三气化撬5均设置有可燃气体探测报警机构，实时检测各组成部件安装环境的可燃气体浓度。

本发明公开的双燃料船舶移动式验收及进出料装置将卸车、气化、加注和废气处理功能集成一体系统，无需固定式安装，运输方便，各组成部件可在船舶行进过程的码头间运输后统一组装；同时，实现低温液体、低温气体、常温气体向船舶的供应，能根据船舶的放散量要求开启多个地面火炬筒燃烧废气。例如，直接在23000TEU超大型双燃料动力集装箱船受注码头应用，装置在码头组装后直接可以实现对超大型双燃料动力船舶进行验收和LNG燃料进出料，由于LNG燃料舱容量大，在加注过程中采用多个卸车增压撬配合多台槽车持续加注，并根据废气的产出量开启多个燃烧塔组燃烧处理。本发明不仅有利填补了当前国内在超大型双燃料动力船舶进行验收及进出料装置的空白、补充LNG燃料动力船舶加注基础设施的不足，实用性强，发展前景好，而且使用范围广泛，也能应用于大中小型容量的双燃料动力船舶的验收及进出料过程，充分满足各型号双燃料动力船舶在不同码头靠泊使用。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种双燃料船舶移动式验收及进出料装置，其特征在于，包括汇流排总管、卸车增压撬、第一气化撬、第二气化撬、地面火炬和控制中心；

所述汇流排总管包括第一液相管道、第一气相管道和放散管道，所述汇流排总管设置为由多个汇流排撬依次串联的结构，且任一汇流排撬均连接有一卸车增压撬；所述卸车增压撬设置有第二液相管道和第二气相管道，所述第二液相管道和第二气相管道的入口端分别连接于槽车，所述第二液相管道和第二气相管道的出口端分别连接于第一液相管道和第一气相管道；所述放散管道采用第一长轴截止阀分别连接于第一液相管道、第一气相管道和各卸车增压撬的第二液相管道、第二气相管道；

所述第一气化撬包括第三液相管道、第一气化器、第三气相管道和第一温度检测控制装置，所述第三液相管道的入口端采用第一低温阀门连接于第一液相管道的出口端，所述第三液相管道的出口端第一支路连接于船舶液相口、第三液相管道的出口端第二支路依次连接于第一气化器和第三气相管道；所述第三气相管道的出口端连接于船舶气相口；所述放散管道采用第二长轴截止阀分别连接于第三液相管道和第三气相管道；所述第一温度检测控制装置包括设置在第三液相管道第二支路上的第一电动调节阀和设置在第三气相管道上的第一温度变送器，第一电动调节阀和第一温度变送器分别电连接于控制中心；所述控制中心内预设有第一气化器出口气相温度的第一温度阈值，用于根据第一温度变送器实时检测的第三气相管道中的气相温度与第一温度阈值的比较结果，调节第一电动调节阀的开度；

所述第二气化撬包括第二温度变送器和依次连接的第二气化器、第四气相管道，所述第二气化器的入口端采用第二低温阀门连接于第三气相管道，所述第四气相管道的入口端连接于第二气化器的出口端，所述第四气相管道的出口端连接于船舶气相口；所述第二温度变送器设置在第四气相管道上，用于实时检测第四气相管道中的气相温度；所述放散管道采用球阀连接于第四气相管道；

所述第三气相管道中的气相为低温气相，所述第四气相管道中的气相为常温气相；

所述地面火炬包括燃烧塔组、废气传输系统、伴烧长明系统、氮气吹扫系统和第一压力控制装置；所述燃烧塔组包括若干地面火炬筒，所述地面火炬筒内设置有燃烧器；所述废气传输系统的输入端连接于放散管道出口端，废气传输系统的输出端分别连通至各地面火炬筒内；所述伴烧长明系统包括伴烧燃料供应装置和对应设置在各地面火炬筒内的点火装置，所述伴烧燃料供应装置的输出端分别连通至各地面火炬筒内，并经设置在各地面火炬筒内的点火装置点燃；所述氮气吹扫系统包括氮气撬，所述氮气撬的输出端连接于废气传输系统的输出端；

所述第一压力控制装置电连接于控制中心，第一压力控制装置设置在废气传输系统的输入端，用于实时检测废气传输系统输入端的废气压力；所述控制中心内预设有燃烧塔组内各地面火炬筒开启燃烧对应的废气传输系统输入端废气压力范围，控制中心根据第一压力控制装置检测的废气压力与预设的各地面火炬筒开启燃烧对应的废气传输系统输入端废气压力范围的比较结果，控制燃烧塔组中一个或多个地面火炬筒开启废气燃烧。

2.根据权利要求1所述的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，其特征在于，还包括与第一气化撬并联连接的第三气化撬；所述第三气化撬包括第二温度检测控制装置和依次连接的第五液相管道、第三气化器及第五气相管道；所述第五液相管道的入口端采用第三低温阀门连接于第三液相管道的第一支路，所述第五液相管道的出口端连接于第三气化器的入口端；所述第五气相管道的入口端连接于第三气化器的出口端，所述第五气相管道的出口端连接于第三气相管道，所述放散管道采用第三长轴截止阀分别连接于第五液相管道和第五气相管道；所述第二温度检测控制装置包括设置在第五液相管道上的第二电动调节阀和设置在第五气相管道上的第三温度变送器，第二电动调节阀和第三温度变送器分别电连接于控制中心；所述控制中心内预设有第三气化器出口气相温度的第二温度阈值，用于根据第三温度变送器实时检测的第五气相管道中的气相温度与第二温度阈值的比较结果，调节第二电动调节阀的开度；所述第三气化器用于与第一气化器交替工作。

3.根据权利要求1所述的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，其特征在于，所述第四气相管道的出口端采用第四低温阀门连接于第三气相管道，并且所述第二气化器的入口端与第三气相管道连接处至所述第四气相管道与第三气相管道的连接处之间设置有电连接于控制中心的第五低温阀门；所述第五低温阀门用于切换向第三气相管道输送低温气相或常温气相。

4.根据权利要求1所述的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，其特征在于，所述废气传输系统包括废气传输总管和若干废气传输支管；所述废气传输总管的入口端连接于放散管道出口，所述废气传输总管的输出端分别连接于各废气传输支管；所述第一压力控制装置设置在废气传输总管上，包括用于检测废气传输总管内废气压力的第一压力变送器和用于控制废气传输总管通断的废气闸阀；所述废气传输支管的数量与所述地面火炬筒的数量一一对应，废气传输支管的输出端伸入地面火炬筒内部连接于地面火炬筒内的燃烧器，并且各废气传输支管上分别设置有第一电控闸阀；

所述伴烧燃料供应装置包括LPG撬、伴烧燃料传输总管、若干伴烧燃料传输支管和第二压力控制装置，所述伴烧燃料传输总管的输入端连接于LPG撬，所述伴烧燃料传输总管的输出端分别连接于各伴烧燃料传输支管；所述第二压力控制装置设置在伴烧燃料传输总管上，包括用于检测伴烧燃料传输总管内伴烧燃料压力的第二压力变送器和用于调节伴烧燃料流量的伴烧燃料流量阀；所述伴烧燃料传输支管的数量与所述废气传输支管的数量一一对应，伴烧燃料传输支管的输出端伸入地面火炬筒内部，并且各伴烧燃料传输支管上分别设置有第二电控闸阀；

所述氮气吹扫系统还包括氮气传输总管、若干氮气传输支管和第三压力控制装置，所述氮气传输总管的输入端连接于氮气撬，所述氮气传输总管的输出端分别连接于各氮气传输支管；所述第三压力控制装置设置在氮气传输总管上，包括用于检测氮气传输总管内氮气压力的第三压力变送器和用于调节氮气流量的氮气流量阀；所述氮气传输支管的数量与所述废气传输支管的数量一一对应，氮气传输支管的输出端分别连通至各废气传输支管，并且各氮气传输支管上分别设置有第三电控闸阀；

所述控制中心分别电连接于第二压力控制装置、第三压力控制装置、第一电控闸阀、第二电控闸阀和第三电控闸阀，所述控制中心根据第一压力控制装置检测的废气压力与预设的各地面火炬筒开启燃烧对应的废气传输系统输入端废气压力范围的比较结果，调节伴烧燃料流量和氮气流量，控制开启废气传输支管中一个或多个第一电控闸阀，以及控制开启对应于第一电控闸阀的一个或多个第二电控闸阀和对应于第一电控闸阀的一个或多个第三电控闸阀。

5.根据权利要求4所述的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，其特征在于，所述汇流排总管中放散管道的出口端设置有EAG复热器、流量监测装置、第二球阀和报警装置，所述流量监测装置、第二球阀和报警装置分别电连接于控制中心；所述废气传输总管的入口端连接于EAG复热器出口端，所述流量监测装置和第二球阀设置在废气传输总管上；所述流量监测装置用于监测废气传输总管中废气流量并发送至控制中心，控制中心根据其监测的流量值调控第二球阀的开度；所述第二球阀设置为常开，所述报警装置电连接于第二球阀，报警装置用于第二球阀关闭报警。

6.根据权利要求2所述的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，其特征在于，所述卸车增压撬、第一气化撬、第二气化撬和第三气化撬均设置有可燃气体探测报警机构。

7.根据权利要求1所述的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，其特征在于，所述卸车增压撬还设置有第四气化器；所述第四气化器的入口端连接于第二液相管道，第四气化器的出口端连接于第二气相管道。

8.根据权利要求1所述的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，其特征在于，所述燃烧塔组由多个地面火炬筒组构成，所述地面火炬筒组设置为由三个地面火炬筒沿其高度方向两两并联构成的三角型稳定排布结构；

所述地面火炬筒包括底座和安装在底座上的筒体；所述筒体沿其高度方向的截面设置为同心圆环结构，所述同心圆环结构自筒体外侧向筒体内部依次为加强结构、罩壳和防火隔热层；

所述罩壳设置为圆筒状，罩壳靠近底座的端部沿罩壳外壁周圈均匀设置有若干支撑柱；所述支撑柱沿筒体高度方向布置，支撑柱靠近底座的端部凸出于罩壳底端面，并且支撑柱靠近底座的端部连接于底座；所述支撑柱凸出于罩壳底端面的部分连接有与筒体同轴的环梁，所述环梁依次连接于各支撑柱，并且环梁、支撑柱和罩壳底端面之间构成镂空结构；

所述加强结构设置在支撑柱上方，包括沿筒体高度方向布置的肋板和沿罩壳外壁周圈布置的环形板，所述肋板和所述环形板相互垂直，并且肋板与环形板交错构成在罩壳外壁的网格结构；所述支撑柱远离底座的端部抵接于最靠近底座的环形板板面；

所述防火隔热层覆盖罩壳内表面，包括涂覆在罩壳内壁的防火材料层和设置在防火材料层内部的不锈钢网，所述不锈钢网采用U型卡钉连接于罩壳内壁。

9.根据权利要求8所述的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，其特征在于，定义地面火炬筒的高度为H、直径为D、防火隔热层沿筒体径向的厚度为δ，则H≤12m，2m≤D≤4m，δ的取值至少使得地面火炬筒内部燃烧时筒体外表面的温度不高于60℃。

10.根据权利要求2所述的双燃料船舶移动式验收及进出料装置，其特征在于，所述汇流排撬之间、汇流排撬与卸车增压撬之间、放散管道与地面火炬之间、第一气化撬与汇流排总管之间、第二气化撬与汇流排总管之间以及第三气化撬与汇流排总管之间均采用软管连接。

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