CN115479216A - 一种船用甲醇供应系统及其供应方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种船用甲醇供应系统及其供应方法。系统包括：泵组、换热器和过滤装置；泵组、换热器和过滤装置根据甲醇的流向从前向后依次设置于甲醇供应装置与甲醇消耗装置之间的管路上；泵组将甲醇燃料通过管路输送至换热器；换热器进行甲醇燃料与船上热源的热交换，并输出满足要求的甲醇燃料；过滤装置对满足要求的甲醇燃料进行过滤。甲醇燃料从船用甲醇供应系统的泵组增压后进入换热器；换热器直接与船上热源进行换热，输出的甲醇燃料进入过滤装置进行过滤，得到用于输出至甲醇消耗装置的最终甲醇燃料。本发明提供的换热器解决了一般换热器使用过程中常由内部失效而导致的两种介质串漏的问题，保证甲醇燃料不会泄露进船上系统中。

Description

一种船用甲醇供应系统及其供应方法

技术领域

本发明属于船舶甲醇供应技术领域，具体地，涉及一种船用甲醇供应系统及其供应方法。

背景技术

面对船舶排放法规日益严格，航运业积极寻找解决办法，许多新型燃料如：甲醇、氨、LNG等燃料得到设计方、船厂、船东及租赁方的广泛关注。其中LNG燃料作为船用燃料已得到广泛应用，但由于其需要低温储存，所以应用时需要针对这一特性额外投入成本进行支持，且LNG专用的供给链也同样需要投入大量成本。

甲醇因其常温液态存储、具有减少船舶运营时二氧化碳排放量的潜力，吸引了远洋船舶、短途船运、渡轮、邮轮及内河船舶船东的广泛兴趣。全球甲醇行业协会首席执行官Gregory Dolan指出：“将甲醇用作船用燃料可以为船舶运营方提供立竿见影的脱碳益处，能够大幅减少温室气体净排放，完全符合IMO 2020的要求，并随着可再生甲醇产量的增长走向净碳中和。

诚然，甲醇燃料是航运业燃料的一种优选替代方案。但由于甲醇作为船用燃料的选择和应用才刚刚开始，由于甲醇易挥发、有毒性、常温液态等属性，船用甲醇燃料的供给需配置专门的供应系统，而针对甲醇供应系统中的换热环节，现有燃油供油系统及LNG供气系统中的换热方法及装置均没有良好的适配性。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种船用甲醇供应系统及其供应方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面，提供了一种船用甲醇供应系统，包括：泵组、换热器和过滤装置；所述泵组、所述换热器和所述过滤装置根据甲醇的流向从前向后依次设置于甲醇供应装置与甲醇消耗装置之间的管路上；其中，所述泵组用于将甲醇燃料通过管路输送至所述换热器；所述换热器用于甲醇燃料与船上热源进行热交换，并输出满足要求(温度和/或压力要求)的甲醇燃料；所述过滤装置用于对满足要求的甲醇燃料进行过滤。

可选地，所述换热器，包括：甲醇传热部件、船上热源传热部件、中间缓冲部件和泄露监测装置；其中，所述甲醇传热部件的两端部分别作为甲醇燃料的入口和出口；所述甲醇传热部件的中间部位设置于所述船上热源传热部件的内部；所述中间缓冲部件设置于所述甲醇传热部件与所述船上热源传热部之间，并套装在所述甲醇传热部件的外部，与所述甲醇传热部件形成双壁管结构；所述双壁管结构的内外管壁之间形成隔离腔，用于对泄露的介质进行隔离；所述泄露监测装置设置于所述中间缓冲部件上，用于监测所述中间缓冲部件是否存在泄露。

可选地，所述甲醇传热部件为管束结构的部件。

可选地，所述泄露监测装置为压力监测装置，用于根据设定的压力阈值检测所泄露的介质是否为甲醇。

可选地，所述泄露监测装置包括甲醇检测装置，用于检测所泄露的介质是否为甲醇。

可选地，所述系统还包括：

温度监控装置，所述温度监控装置安装在所述换热器的后端或所述过滤装置的后端。

可选地，所述系统还包括：

压力监控装置，所述压力监控装置安装在所述泵组的后端、所述换热器的后端或所述过滤装置的后端。

根据本发明的另一个方面，提供了一种上述任一项所述的船用甲醇供应系统的供应方法，其特征在于，包括：

甲醇燃料从所述船用甲醇供应系统的泵组增压后进入所述换热器；

所述换热器直接与船上热源进行换热，输出满足要求(温度和/或压力要求)的甲醇燃料；

满足要求的甲醇燃料进入所述过滤装置进行过滤，得到用于输出至甲醇消耗装置的最终甲醇燃料。

可选地，所述方法还包括：

对输出的满足要求的甲醇燃料进行压力和/或温度的监测和/或控制。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下至少一项的有益效果：

本发明提供的船用甲醇供应系统及其供应方法，简化甲醇燃料供应系统中的换热模块结构，缩小模块体积，减少成本投入。

本发明提供的船用甲醇供应系统及其供应方法，取消了中间换热系统(例如水乙二醇循环模块或水循环模块等形式)，优化了系统结构，提高了甲醇供应系统的换热效率并降低了系统的成本和空间占用。

相较于使用中间换热系统如水乙二醇系统和循环水系统的甲醇供应系统，本发明提供的船用甲醇供应系统及其供应方法，利用创新结构的换热器解决了一般换热器使用过程中常由内部失效而导致的两种介质串漏的问题，保证甲醇燃料不会泄露进船上系统中。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例中船用甲醇供应系统的整体结构示意图。

图2为本发明一实施例中换热器的结构示意图。

图中：1为泵组，2为换热器，3为温度监控装置，4为压力监控装置，5为过滤装置，6为船上热源，2-1为甲醇传热部件，2-2为船上热源传热部件，2-3为甲醇传热部件与船上传热部件的中间缓冲部件，2-4为泄露监测装置。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

本发明一实施例提供了一种船用甲醇供应系统。

如图1所示，该实施例提供的船用甲醇供应系统，可以包括：泵组1、换热器2 和过滤装置5；所述泵组1、所述换热器2和所述过滤装置5根据甲醇的流向从前向后依次设置于甲醇供应装置与甲醇消耗装置之间的管路上；其中，所述泵组1用于将甲醇燃料通过管路输送至所述换热器2；所述换热器2用于甲醇燃料与船上热源进行热交换，并输出满足要求(温度和/或压力)的甲醇燃料；所述过滤装置5用于对满足要求的甲醇燃料进行过滤。进一步地，换热器2实现输出满足温度要求的甲醇燃料，泵组1通过泵和调压阀，将调压阀设置在泵回流的管路上，回流在换热器2后才回流，即泵打出的甲醇经过换热器2后，一部分回流，一部分继续供液，回流的管路上安装的调压阀控制供液那一路的压力，进而输出满足压力要求的甲醇燃料。

如图2所示，在一优选实施例中，所述换热器2，可以包括：甲醇传热部件2-1、船上热源传热部件2-2、中间缓冲部件2-3和泄露监测装置2-4；其中，所述甲醇传热部件2-1的两端部分别作为甲醇燃料的入口和出口；所述甲醇传热部件2-1的中间部位设置于所述船上热源传热部件2-2的内部；所述中间缓冲部件2-3设置于所述甲醇传热部件2-1与所述船上热源传热部2-2之间，并套装在所述甲醇传热部件2-1的外部，与所述甲醇传热部件2-1形成双壁管结构；所述双壁管结构的内外管壁之间形成隔离腔，用于对泄露的介质进行隔离；所述泄露监测装置2-4设置于所述中间缓冲部件2-3上，用于监测所述中间缓冲部件2-3是否存在泄露。

在一优选实施例中，所述甲醇传热部件2-1为管束结构的部件。

在一优选实施例中，所述泄露监测装置2-4包括压力监测装置，用于根据设定的压力阈值检测所泄露的介质是否为甲醇。

在一优选实施例中，所述泄露监测装置2-4包括甲醇检测装置，用于检测所泄露的介质是否为甲醇。

如图1所示，在一优选实施例中，该系统还可以包括：

温度监控装置3，所述温度监控装置3安装在所述换热器2的后端或所述过滤装置5的后端。

如图1所示，在一优选实施例中，该系统还可以包括：

压力监控装置4，所述压力监控装置4安装在所述泵组1的后端、所述换热器2的后端或所述过滤装置5的后端。

本发明一实施例还提供了一种上述实施例中任一项所述的船用甲醇供应系统的供应方法，可以包括：

S1，甲醇燃料从所述船用甲醇供应系统的泵组1增压后进入所述换热器2；

S2，所述换热器2直接与船上热源6进行换热，输出满足温度和/或压力要求的甲醇燃料；

S3，满足要求的甲醇燃料进入所述过滤装置5进行过滤，得到用于输出至甲醇消耗装置的最终甲醇燃料。

需要说明的是，本发明提供的方法中的步骤，可以利用系统中对应的装置、部件等予以实现，本领域技术人员可以参照系统的技术方案实现方法的步骤流程，即，系统中的实施例可理解为实现方法的优选例，在此不予赘述。

在一优选实施例中，该方法还可以包括：

S4，对输出的满足要求的甲醇燃料进行压力和/或温度的监测和/或控制。

下面结合附图对本发明上述实施例进行详细说明，需要说明的是，文中所述“连接”、“相连”、“设置”等术语，并不是对所指元件或者设备指定或者暗示其特定的方位、构造和操作，仅为描述需求。文中所述的“相连”以及相似表述，可以是元件与元件之间的直接连接，也可以在两者之间存在其他连接件。

如图1所示，本发明上述实施例提供的船用甲醇供应系统，可以包括：泵组1、换热器2和过滤装置5。其供应方法，包括，甲醇从泵组1增压后进入换热器2，换热器2直接与船上热源6直接换热，甲醇和船上热源间不再使用中间介质进行分隔；甲醇经过换热器换热后进入过滤装置5过滤。在所连接的管道上还可以安装有温度监控装置3和压力监控装置4，对所供应的甲醇进行压力和温度的监测和控制。

如图2所示，本发明上述实施例中提供的换热器2，可以包括：甲醇传热部件 2-1、船上热源传热部件2-2、甲醇传热部件与船上传热部件的中间缓冲部件2-3和泄露监测装置2-4。其中：

甲醇传热部件2-1内流动的是甲醇燃料，船上热源传热部件2-2内流动的船上热源介质。中间缓冲部件2-3分隔开两种介质防止两种介质相互泄露。使用泄露监测装置2-4对两种介质进行泄露监测。

甲醇传热部件2-1可以为管束部件，与中间缓冲部件2-3形成类似双壁管结构，内外管壁间为隔离腔。

泄露监测装置2-4可以为压力监测装置，根据不同的甲醇燃料工作压力和船上热源工作压力的差异来监测所泄露的介质是甲醇还是船上热源。

泄露监测装置2-4可以为甲醇泄露监测装置及其他监测装置，监测甲醇是否存在泄露。

本发明上述实施例提供的船用甲醇供应系统及其供应方法，甲醇从泵组增压后进入换热器，换热器直接与船上热源直接换热，充分换热后，满足温度、压力要求的甲醇燃料通过管道进入过滤装置过滤，最后进入船上甲醇燃料消耗装置使用。甲醇和船上热源间不再使用中间介质进行分隔；甲醇经过换热器换热后进入过滤装置过滤。在所连接的管道上安装有温度监控装置，压力监控装置对所供应的甲醇进行压力和温度的监测和控制。泄露监测装置监测甲醇传热部件与船上传热部件的中间缓冲部件是否存在泄露，并对介质进行隔离，所泄露的介质会流入中间缓冲部件，不让泄露介质进入到未泄露介质中。

相较于使用中间换热系统如水乙二醇系统和循环水系统的甲醇供应系统，本发明上述实施例提供的船用甲醇供应系统及其供应方法，所述换热器2解决了一般换热器使用过程中常由内部失效而导致的两种介质串漏的问题，保证甲醇燃料不会泄露进船上系统中，简化甲醇燃料供应系统中的换热模块结构，缩小模块体积，减少成本投入。综合来看，本发明上述实施例提供的船用甲醇供应系统及其供应方法，满足适用于船上的甲醇燃料供应系统的换热需求，取消了中间换热系统——水乙二醇循环模块或水循环模块等形式，优化了系统结构，提高了甲醇供应系统的换热效率并降低了系统的成本和空间占用，具有换热效率高，占地小，成本低的优点。

本发明上述实施例提供的船用甲醇供应系统及其供应方法，替代目前广泛应用的使用中间换热系统隔离甲醇和船上热源的甲醇供应系统，能够保证甲醇燃料安全的进入主机且温度、压力满足其工作要求；同时，可以在没有中间换热系统的情况下，解决一般换热器使用过程中常由内部失效导致的两种介质串漏的问题，保证甲醇燃料不会泄露进船上系统中简化甲醇燃料供应系统中的换热模块结构，缩小模块体积，减少成本投入。

本发明上述实施例中未尽事宜均为本领域公知技术。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种船用甲醇供应系统，其特征在于，包括：泵组(1)、换热器(2)和过滤装置(5)；所述泵组(1)、所述换热器(2)和所述过滤装置(5)根据甲醇的流向从前向后依次设置于甲醇供应装置与甲醇消耗装置之间的管路上；其中，所述泵组(1)用于将甲醇燃料通过管路输送至所述换热器(2)；所述换热器(2)用于甲醇燃料与船上热源进行热交换，并输出满足要求的甲醇燃料；所述过滤装置(5)用于对满足要求的甲醇燃料进行过滤。

2.根据权利要求1所述的船用甲醇供应系统，其特征在于，所述换热器(2)，包括：甲醇传热部件(2-1)、船上热源传热部件(2-2)、中间缓冲部件(2-3)和泄露监测装置(2-4)；其中，所述甲醇传热部件(2-1)的两端部分别作为甲醇燃料的入口和出口；所述甲醇传热部件(2-1)的中间部位设置于所述船上热源传热部件(2-2)的内部；所述中间缓冲部件(2-3)设置于所述甲醇传热部件(2-1)与所述船上热源传热部(2-2)之间，并套装在所述甲醇传热部件(2-1)的外部，与所述甲醇传热部件(2-1)形成双壁管结构；所述双壁管结构的内外管壁之间形成隔离腔，用于对泄露的介质进行隔离；所述泄露监测装置(2-4)设置于所述中间缓冲部件(2-3)上，用于监测所述中间缓冲部件(2-3)是否存在泄露。

3.根据权利要求2所述的船用甲醇供应系统，其特征在于，所述甲醇传热部件(2-1)为管束结构的部件。

4.根据权利要求2所述的船用甲醇供应系统，其特征在于，所述泄露监测装置(2-4)包括压力监测装置，用于根据设定的压力阈值检测所泄露的介质是否为甲醇。

5.根据权利要求2所述的船用甲醇供应系统，其特征在于，所述泄露监测装置(2-4)包括甲醇检测装置，用于检测所泄露的介质是否为甲醇。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的船用甲醇供应系统，其特征在于，还包括如下任意一个或任意多个部件：

-温度监控装置(3)，所述温度监控装置(3)安装在所述换热器(2)的后端或所述过滤装置(5)的后端；

-压力监控装置(4)，所述压力监控装置(4)安装在所述泵组(1)的后端、所述换热器(2)的后端或所述过滤装置(5)的后端。

7.一种权利要求1-6中任一项所述的船用甲醇供应系统的供应方法，其特征在于，包括：

甲醇燃料从所述船用甲醇供应系统的泵组(1)增压后进入所述换热器(2)；

所述换热器(2)直接与船上热源(6)进行换热，输出满足要求的甲醇燃料；

满足要求的甲醇燃料进入所述过滤装置(5)进行过滤，得到用于输出至甲醇消耗装置的最终甲醇燃料。

8.根据权利要求7所述的供应方法，其特征在于，还包括：

对输出的满足要求的甲醇燃料进行压力和/或温度的监测和/或控制。

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