CN114687891A - 一种船舶lng气化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及船舶技术领域，公开了一种船舶LNG气化系统，包括LNG气化器、热水膨胀水箱、循环水泵、与船舶发动机通过电磁离合器连接的应急循环泵、套接在船舶发动机上的排气管水套，所述热水膨胀水箱连接所述LNG气化器的出口，所述排气管水套连接所述LNG气化器的进口，所述循环水泵及所述应急循环泵相并联地设置在所述热水膨胀水箱及所述排气管水套之间。本发明提供的船舶LNG气化系统，实现了回收发动机排气热量用于加热低温液态的LNG燃料。同时，在船舶意外失电或负载转移需要断电时，电磁离合器自动合排，应急循环泵启动，保证船舶失电时LNG气化器不结冰，LNG发动机可持续运行，避免了对应急电源的依赖，提高了系统可靠性，降低了成本，节省了船舶空间。

Description

一种船舶LNG气化系统
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，特别是涉及一种船舶LNG气化系统。
背景技术
LNG(液化天然气)单燃料动力船舶上的LNG单燃料气体发动机所使用的LNG气体燃料一般需为常温气态，而船上储存的LNG气体燃料一般为低温液态，因此需要将低温液态的LNG气体燃料进行加热、气化。在LNG单燃料动力船舶上一般使用热水循环系统加热LNG。为了保证热水循环系统连续运行，目前LNG单燃料动力船舶一般会配置两台电动热水循环泵，一用一备，一台出现故障，另一台可以继续使用。另外，为了防止船舶意外失电导致热水循环系统停运，设置专用的应急UPS电源对热水循环泵进行应急供电，以保证船舶失电时热水循环系统的连续运行。这虽然可以起到应急作用，但是也存在依赖应急电源，可靠性底，设备多、建造、运行、维护成本高、占用空间大等缺点。另一方面，船舶上发动机的排气热量被直接浪费，没有进行利用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种船舶LNG气化系统，回收发动机排气热量用于加热低温液态的LNG燃料，同时避免对应急电源的依赖，提高系统可靠性，降低成本，节省船舶空间。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种船舶LNG气化系统，包括LNG气化器、热水膨胀水箱、循环水泵、与船舶发动机通过电磁离合器连接的应急循环泵、套接在船舶发动机上的排气管水套，所述热水膨胀水箱连接所述LNG气化器的出口，所述排气管水套连接所述LNG气化器的进口，所述循环水泵及所述应急循环泵相并联地设置在所述热水膨胀水箱及所述排气管水套之间。
优选地，所述循环水泵为多个，多个所述循环水泵之间并联连接。
优选地，所述LNG气化器与所述排气管水套之间通过第一进水管连接，所述排气管水套与所述循环水泵或\和所述应急循环泵之间通过第二进水管连接，所述第一进水管上设有温控阀，所述温控阀与第二进水管之间连接有第三进水管。
优选地，所述第一进水管上位于所述LNG气化器及所述温控阀之间设有流量计，所述循环水泵及所述应急循环泵分别与所述流量计电连接。
优选地，所述LNG气化器、所述循环水泵、所述应急循环泵、及所述排气管水套的进口均设有截止阀，所述LNG气化器、所述循环水泵、所述应急循环泵、及所述排气管水套的出口均设有截止止回阀。
优选地，所述热水膨胀水箱包括箱体，所述箱体的侧壁设有进水口及出水口，所述箱体的顶部设有透气口、水加注口、乙二醇加注口及可燃气体探测器，所述箱体的内部设有液位计、温度计及若干竖直设置的隔板，且所述隔板的上端高于所述箱体内的正常工作液面，所述隔板上设有通孔。
优选地，所述隔板的横截面为波纹形，多个所述隔板将所述箱体的内部分别分割成位于两端的进水腔和出水腔，以及位于所述进水腔及所述出水腔之间的流通腔，所述进水口、所述温度计、所述可燃气体探测传感器及所述透气口均设置在所述进水腔，所述液位计设置在所述流通腔，所述出水口设置在所述出水腔。
优选地，所述箱体的内部设有高液位报警器和低液位报警器，所述高液位报警器的高度高于所述箱体内的正常工作液面，所述低液位报警器的高度低于所述箱体内的正常工作液面。
优选地，所述箱体的顶部设有用于清理所述箱体内部的手孔盖。
本发明实施例的一种船舶LNG气化系统，与现有技术相比，其有益效果在于：通过在系统中连接排气管水套，工作时热水膨胀水箱内的热水通过循环水泵进入排气管水套加热，加热后的循环热水被输送至LNG气化器对LNG进行气化，热水在LNG气化器中加热天然气后回至热水膨胀水箱，完成循环，从而实现了回收发动机排气热量用于加热低温液态的LNG燃料。同时，通过设置应急循环泵，并与船舶发动机通过电磁离合器连接，在船舶意外失电或负载转移需要断电时，电磁离合器自动合排，应急循环泵启动，保证船舶失电时LNG气化器不结冰，LNG发动机可持续运行，避免了对应急电源的依赖，提高了系统可靠性，降低了成本，节省了船舶空间。本发明结构简单，使用效果好，易于推广使用。
附图说明
图1为本发明的船舶LNG气化系统的结构示意图。
图2为本发明的船舶LNG气化系统的热水膨胀水箱的主视图。
图3为本发明的船舶LNG气化系统的热水膨胀水箱的俯视图。
其中：1-LNG气化器，2-热水膨胀水箱，3-循环水泵，4-应急循环泵，5-排气管水套，6-第一进水管，7-第二进水管，8-第三进水管，9-温控阀，10-流量计，11-截止阀，12-截止止回阀，13-温度计，14-箱体，15-进水口，16-出水口，17-透气口，18-水加注口，19-乙二醇加注口，20-可燃气体探测器，21-液位计，22-隔板，23-进水腔，24-出水腔，25-流通腔，26-高液位报警器，27-低液位报警器，28-手孔盖。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例优选实施例的一种船舶LNG气化系统，包括LNG气化器1、热水膨胀水箱2、循环水泵3、与船舶发动机通过电磁离合器连接的应急循环泵4、套接在船舶发动机上的排气管水套5，所述热水膨胀水箱2连接所述LNG气化器1的出口，所述排气管水套5连接所述LNG气化器1的进口，所述循环水泵3及所述应急循环泵4相并联地设置在所述热水膨胀水箱2及所述排气管水套5之间。其中，所述热水膨胀水箱2位于系统的最高位置。
基于上述技术特征的船舶LNG气化系统，通过在系统中连接排气管水套5，工作时热水膨胀水箱2内的热水通过循环水泵3进入排气管水套5加热，加热后的循环热水被输送至LNG气化器1对LNG进行气化，热水在LNG气化器1中加热天然气后回至热水膨胀水箱2，完成循环，从而实现了回收发动机排气热量用于加热低温液态的LNG燃料。同时，通过设置应急循环泵4，并与船舶发动机通过电磁离合器连接，在船舶意外失电或负载转移需要断电时，电磁离合器自动合排，应急循环泵4启动，保证船舶失电时LNG气化器1不结冰，LNG发动机可持续运行，避免了对应急电源的依赖，提高了系统可靠性，降低了成本，节省了船舶空间。本发明结构简单，使用效果好，易于推广使用。
本实施例中，所述LNG气化器1与所述排气管水套5之间通过第一进水管6连接，所述排气管水套5与所述循环水泵3或\和所述应急循环泵4之间通过第二进水管7连接，所述第一进水管6上设有温控阀9，所述温控阀9与第二进水管7之间连接有第三进水管8。通过设置所述自动控制的温控阀9，可以根据水温控制多少水流经所述第三进水管8，以及多少水进入所述排气管水套5进行加热，从而实现了自动控制流经所述排气管水套5的水流量，达到合适的LNG气化温度，使进入所述LNG气化器1的热水温度满足气化要求，保证气化质量，提高气化效率。
本实施例中，所述第一进水管6上位于所述LNG气化器1及所述温控阀9之间设有流量计10，所述循环水泵3及所述应急循环泵4分别与所述流量计10电连接。通过设置所述流量计10，可以实时监测进入所述LNG气化器1的水量，当循环水量过低时，可以启动所述应急循环泵4。当然，也可以将所述循环水泵3设置为多个，多个所述循环水泵3之间并联连接。当循环水量过低时启动相应数量的所述循环水泵3，保证气化效率。
本实施例中，所述LNG气化器1、所述循环水泵3、所述应急循环泵4、及所述排气管水套5的进口均设有截止阀11，所述LNG气化器1、所述循环水泵3、所述应急循环泵4、及所述排气管水套5的出口均设有截止止回阀12，从而避免热水在系统内倒流，保证了系统中循环水的正常循环。
本实施例中，所述热水膨胀水箱2上设有温度计13，所述温度计13与所述LNG气化器1电连接。当所述温度计13监测到水温达到要求时，所述LNG气化器1开始供气，当所述温度计13监测到水温低时，停止所述LNG气化器1的供气，防止所述LNG气化器1结冰。
请参阅附图2-3，本实施例中，所述热水膨胀水箱2包括箱体14，所述箱体14的侧壁设有进水口15及出水口16，所述箱体14的顶部设有透气口17、水加注口18、乙二醇加注口19及可燃气体探测器20，所述箱体14的内部设有液位计21、温度计13及若干竖直设置的隔板22，且所述隔板22的上端高于所述箱体14内的正常工作液面，所述隔板22上设有通孔，保证上所述箱体14内睡的正常流通。目前的膨胀水箱的内部均不设置所述隔板，导致箱体内部自由液面大，在船舶横摇纵时，液面起伏大，液位计及液位报警开关容易失准、误报。本发明通过在所述箱体14的内部设置所述隔板22，减少了自由液面，在船舶横摇纵时，液位晃动减少，提升了液位计21及液位报警的准确度。
本实施例中，所述隔板22的横截面为波纹形，多个所述隔板22将所述箱14体的内部分别分割成位于两端的进水腔23和出水腔24，以及位于所述进水腔23及所述出水腔24之间的流通腔25，所述进水口15、所述温度计13、所述可燃气体探测传感器20及所述透气口17均设置在所述进水腔23。所述透气口17靠近所述进水口15，可在第一时间排出系统产生的水汽及泄露的可燃气体，避免聚集。所述温度计13靠近所述进水口15，可在第一时间感知所述LNG气化器1内的水温，提高反应灵敏度。LNG的主要成分是甲烷，而甲烷极难溶于水，密度约为空气的一半，其进入所述箱体14后会快速向上排出水面并通过所述透气口17排出，所述可燃气体探测传感器20和所述透气口17均设置在所述进水腔23，靠近所述进水口15，可在第一时间感知泄露的发生。所述液位计21设置在所述流通腔25，所述出水口16设置在所述出水腔24。
同时，所述箱体14的内部设有高液位报警器26和低液位报警器27，所述高液位报警器26的高度高于所述箱体14内的正常工作液面，所述低液位报警器27的高度低于所述箱体14内的正常工作液面。为方便理解，我们将正常工作液面称作“L”，所述箱体14内高于L的称为气相空间，低于L的称为液相空间，所述高液位报警传感器26液面称作“HL”，其需高于L，所述低液位报警传感器27液面称作“LL”，其需低于L。
所述透气口17、所述水加注口18、所述乙二醇加注口19及所述可燃气体探测传感器20均位于所述箱体14的顶部，处于气相空间内，高于HL。
所述进水口15、所述出水口16、所述温度计13均位于液相空间内，低于HL。
本实施例中，所述箱体14的顶部设有用于清理所述箱体14内部的手孔盖28，方便对所述箱体14内的各腔体进行清理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种船舶LNG气化系统，其特征在于：包括LNG气化器、热水膨胀水箱、循环水泵、与船舶发动机通过电磁离合器连接的应急循环泵、套接在船舶发动机上的排气管水套，所述热水膨胀水箱连接所述LNG气化器的出口，所述排气管水套连接所述LNG气化器的进口，所述循环水泵及所述应急循环泵相并联地设置在所述热水膨胀水箱及所述排气管水套之间。
2.如权利要求1所述的船舶LNG气化系统，其特征在于：所述循环水泵为多个，多个所述循环水泵之间并联连接。
3.如权利要求1所述的船舶LNG气化系统，其特征在于：所述LNG气化器与所述排气管水套之间通过第一进水管连接，所述排气管水套与所述循环水泵或\和所述应急循环泵之间通过第二进水管连接，所述第一进水管上设有温控阀，所述温控阀与第二进水管之间连接有第三进水管。
4.如权利要求3所述的船舶LNG气化系统，其特征在于：所述第一进水管上位于所述LNG气化器及所述温控阀之间设有流量计，所述循环水泵及所述应急循环泵分别与所述流量计电连接。
5.如权利要求1所述的船舶LNG气化系统，其特征在于：所述LNG气化器、所述循环水泵、所述应急循环泵、及所述排气管水套的进口均设有截止阀，所述LNG气化器、所述循环水泵、所述应急循环泵、及所述排气管水套的出口均设有截止止回阀。
6.如权利要求1所述的船舶LNG气化系统，其特征在于：所述热水膨胀水箱包括箱体，所述箱体的侧壁设有进水口及出水口，所述箱体的顶部设有透气口、水加注口、乙二醇加注口及可燃气体探测器，所述箱体的内部设有液位计、温度计及若干竖直设置的隔板，且所述隔板的上端高于所述箱体内的正常工作液面，所述隔板上设有通孔。
7.如权利要求6所述的船舶LNG气化系统，其特征在于：所述隔板的横截面为波纹形，多个所述隔板将所述箱体的内部分别分割成位于两端的进水腔和出水腔，以及位于所述进水腔及所述出水腔之间的流通腔，所述进水口、所述温度计、所述可燃气体探测传感器及所述透气口均设置在所述进水腔，所述液位计设置在所述流通腔，所述出水口设置在所述出水腔。
8.如权利要求6所述的船舶LNG气化系统，其特征在于：所述箱体的内部设有高液位报警器和低液位报警器，所述高液位报警器的高度高于所述箱体内的正常工作液面，所述低液位报警器的高度低于所述箱体内的正常工作液面。
9.如权利要求6所述的船舶LNG气化系统，其特征在于：所述箱体的顶部设有用于清理所述箱体内部的手孔盖。
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