CN116928594A - 一种船舶甲醇燃料储运系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船舶甲醇燃料储运系统。该船舶甲醇燃料储运系统包括加注驳运系统，排放收集系统和氮气系统，加注驳运系统包括至少一个加注站，加注站通过加注管和回气管至少连通有一个储存舱，储存舱的出液口通过第一驳运管连通有日用舱，第一驳运管上至少设置有一个驳运泵，排放收集系统包括收集舱，收集舱的进液口连接有废液收集主管，废液收集主管上设置有泄放泵，泄放泵将收集的废液导入收集舱，氮气系统包括气源，气源通过第一吹扫管连接加注站，气源通过第二吹扫管连接驳运泵的输出端，气源通过补气管连接透气管。本发明解决了甲醇有毒，易燃，甲醇的蒸汽能与空气形成爆炸性混合物，使用时存在安全隐患的问题。

Description

一种船舶甲醇燃料储运系统
技术领域
本发明涉及造船技术领域，尤其涉及一种船舶甲醇燃料储运系统。
背景技术
国际海事组织于2018年通过了船舶温室气体减排初步战略，提出了在本世纪内实现国际海运温室气体零排放的愿景，大型船舶的主机开始陆续加大由传统柴油、重油改装为使用各种清洁低碳能源为燃料，目前在使用和开发的主要能源为LNG、LPG，但它们仍旧为化石能源，只能作为中间过渡减碳方案使用，此时甲醇作为一种低碳能源脱颖而出，成为进一步符合零排放的较理想燃料。然而甲醇有毒，易燃，甲醇的蒸汽能与空气形成爆炸性混合物，使用时存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种对人员、环境和船舶提供安全保障的船舶甲醇燃料储运系统。
为实现上述目的，本发明船舶甲醇燃料储运系统采用的技术方案是：
一种船舶甲醇燃料储运系统，包括加注驳运系统，排放收集系统和氮气系统，所述加注驳运系统包括至少一个加注站，加注站通过加注管和回气管连通有一个储存舱，储存舱的出液口通过第一驳运管连通有日用舱，第一驳运管上至少设置有一个驳运泵，处在驳运泵输出端一侧的第一驳运管通过第二驳运管与加注管连通，驳运泵将储存舱内的甲醇输送至日用舱，日用舱为自供给系统以及用户提供甲醇，所述排放收集系统包括收集舱，收集舱的进液口连接有废液收集主管，废液收集主管用于收集加注站、储存舱、日用舱、用户的废液，废液收集主管上设置有泄放泵，泄放泵将收集的废液导入收集舱，泄放泵的输入端一侧设置有第一排泄管，第一排泄管的一端与收集舱的排泄口连接，另一端与废液收集主管连通，泄放泵的输出端设置有与废液收集主管连通的第二排泄管，加注站的加注管和回气管、储存舱的进液口和出液口、日用舱的进液口和出液口均设置有ESD阀，储存舱、日用舱和收集舱的透气口均设置有透气管，透气管的顶部设置有高速透气阀，所述氮气系统包括气源，气源通过第一吹扫管连接加注站，用于吹扫加注管和回气管内的甲醇残液，气源通过第二吹扫管连接驳运泵的输出端，用于吹扫第二驳运管内的甲醇残液，气源通过补气管连接透气管。
优选的，所述日用舱的上部连接有第一回醇管，第一回醇管接入自供给系统的甲醇蒸汽，日用舱的外侧设置有回收舱，回收舱的顶部接入有第二回醇管、第三回醇管和第四回醇管，第二回醇管接入自供给系统的吹扫残液，第三回醇管接入用户的吹扫残液，第四回醇管接入驳运泵的吹扫残液，回收舱与日用舱之间设置有隔板，回收舱内的甲醇经隔板顶部溢流进日用舱。
优选的，所述回收舱的顶部设置有缓冲仓，自供给系统第二回醇管、驳运泵回醇管和用户回醇管内的液体经缓冲仓落到回收舱。
优选的，所述回收舱内设置有油高液位传感器，回收舱底部的排泄口连通至废液收集主管。
优选的，所述日用舱的上部设置有醇高液位传感器，醇高液位传感器高于隔板顶面，日用舱的下部设置有醇低液位传感器，醇低液位传感器高于日用舱的出液口。
优选的，所述泄放泵为气动泵。
优选的，所述加注站的加注管路接头和回气管路接头均为干式接头。
优选的，所述储存舱透气口处的透气管与回气管连通。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、甲醇加注前先进行惰化处理，即通过加注管分别向储存舱、日用舱内注入氮气，由于收集舱体积小，可直接通过收集舱的补气管、透气管向收集舱内注入氮气，使得储存舱、日用舱、收集舱内的可燃气体含量低于2％的体积浓度，从而降低爆炸的风险。
2、加注站通过加注管给储存舱注入甲醇时，储存舱内的甲醇蒸汽通过回气管回流至加注站，加注完成后，再通过第一吹扫管清除加注管内的甲醇残液，从而保证安全。
3、在航行过程中，当储存舱、日用舱和收集舱失压时，可通过各自的补气管、透气管进行自动补气，从而保证输送效率。
4、通过回收舱收集来自用户、自供给系统以及驳运泵的回醇，以提高甲醇的使用率，避免造成浪费。
5、提供排放收集系统，收集加注站、储存舱、回收舱、日用舱以及用户产生的废液和在应急情况下产生的泄露，从而提高安全性。
6、在加注站的加注管和回气管、储存舱的进液口和出液口、日用舱的进液口和出液口均安装ESD阀，能够在应急情况下快速安全的切断燃料供应，且不造成任何燃料的泄露，安全性高。
附图说明
图1是一种船舶甲醇燃料储运系统的工作原理图；
图2是加注站的工作原理图；
图3是日用舱和回收舱的结构示意图；
图4是排放收集系统的工作原理图。
其中，10加注驳运系统，101加注站，1011加注管路接头,1012回气管路接头，102加注管，103回气管，104储存舱，105第一驳运管，106日用舱，1061第一回醇管，1062醇高液位传感器，1063醇低液位传感器，107驳运泵，108第二驳运管，109过滤器，110回收舱，111隔板，1101缓冲仓，1102第二回醇管，1103第三回醇管,1104第四回醇管，1105油高液位传感器，112ESD阀，113透气管，114高速透气阀，20排放收集系统，201收集舱，202废液收集主管，203第一废液支管，204第二废液支管，205第三废液支管，206第四废液支管，207泄放泵，208第一排泄管，209第二排泄管，30氮气系统，301气源，302第一吹扫管，303第二吹扫管，304补气管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1-4所示，一种船舶甲醇燃料储运系统，包括加注驳运系统10，排放收集系统20和氮气系统30，加注驳运系统包括两个加注站101，两个加注站互为备用，加注站的加注管路接头1011和回气管路接头1012均为干式接头，避免接驳和断开过程中产生泄露，保证了甲醇加注的便捷和安全性，加注站通过加注管102和回气管103连通两个并联的储存舱104，每个储存舱的出液口通过第一驳运管105连通日用舱106，第一驳运管上并联安装两个驳运泵107，两个驳运泵互为备用，处在驳运泵输出端一侧的第一驳运管通过第二驳运管108与加注管连通，驳运泵的输入端安装过滤器109，驳运泵将储存舱内的甲醇输送至日用舱，日用舱为自供给系统以及用户提供甲醇，日用舱的上部连接第一回醇管1061，第一回醇管接入自供给系统的甲醇蒸汽，日用舱的外侧布置回收舱110，回收舱与日用舱共用一个罐体，罐体内设置隔板111分割成顶部连通的日用舱和回收舱，回收舱的顶部设置缓冲仓1101，缓冲仓的上部接入第二回醇管1102、第三回醇管1103和第四回醇管1104，第二回醇管接入自供给系统的吹扫残液，第三回醇管接入用户的吹扫残液，第四回醇管接入驳运泵的吹扫残液，回收舱内的甲醇经隔板顶部溢流进日用舱，可重复使用回流的甲醇，从而提高甲醇的使用率，避免浪费，回收舱内安装油高液位传感器1105，油高液位传感器低于隔板的顶面，油高液位传感器用于检测回收舱内废油的储量，当回收舱内的废油液面达到油高液位传感器检测的高度时，需要将废油排到收集舱中，以保证溢流至日用舱中的甲醇的纯度，日用舱的上部安装醇高液位传感器1062，醇高液位传感器高于隔板顶面，日用舱的下部安装醇低液位传感器1063，醇低液位传感器高于日用舱的出液口，排放收集系统包括收集舱201，收集舱的进液口连接废液收集主管202，废液收集主管通过第一废液支管203连接至各加注站的排泄口，废液收集主管通过第二废液支管204连接至各储存舱的排泄口，废液收集主管通过第三废液支管205分别连接至回收舱和日用舱的排泄口，废液收集主管通过第四废液支管206连接至各用户的排泄口，废液收集主管上安装泄放泵207，泄放泵为气动泵，气动泵吸高大，使用方便，成本低，气动泵将收集的废液导入收集舱，气动泵的输入端一侧布置第一排泄管208，第一排泄管的一端与收集舱的排泄口连接，另一端与废液收集主管连通，气动泵的输出端布置与废液收集主管连通的第二排泄管209，加注站的加注管和回气管、储存舱的进液口和出液口、日用舱的进液口和出液口均安装ESD阀112，能够在应急情况下快速安全的切断燃料供应，且不造成任何燃料的泄露，安全性高，储存舱、日用舱和收集舱的透气口均安装透气管113，透气管的顶部安装高速透气阀114，储存舱透气口处的透气管与回气管连通，氮气系统包括气源301，气源通过第一吹扫管302连接加注站，用于吹扫加注管和回气管内的甲醇残液，气源通过第二吹扫管303连接驳运泵的输出端，用于吹扫第二驳运管内的甲醇残液，气源通过补气管304连接透气管。
一种船舶甲醇燃料储运系统的具体工作过程与原理：
加注操作流程包括如下步骤：
S1、惰化：
S11、储存舱的惰化：氮气经第一吹扫管、加注管进入两个储存舱，储存舱内的混合气体经储存舱顶部的透气管由高速透气阀排放到大气中，直到储存舱内的氧气含量低于8％的体积浓度；
S12、日用舱及回收舱的惰化：氮气经第一吹扫管、加注管、第二驳运管、第一驳运管进入日用舱和回收舱，日用舱和回收舱内的混合气体经日用舱顶部的透气管由高速透气阀排放到大气中，直到日用舱和回收舱内的氧气含量低于8％的体积浓度；
S13、收集舱的惰化：考虑到收集舱的容积小，氮气经收集舱顶部的补气管、透气管进入收集舱，收集舱内的混合气体经废液收集主管、第二排泄管排出，直到收集舱内的氧气含量低于8％的体积浓度；
S2、向储存舱内加注甲醇：经加注管同时给两个储存舱注入甲醇，储存舱内的甲醇蒸汽通过回气管回到加注站；
S3、吹扫加注管内的甲醇残液：氮气经第一吹扫管进入加注站，先将加注管上ESD阀进液端的一段加注管内的甲醇残液吹扫进入收集舱，再将加注管上ESD阀出液端的一段加注管内的甲醇残液吹扫进入储存舱；
S4、吹扫回气管内的甲醇残留蒸汽：氮气经第一吹扫管进入加注站，先将回气管上ESD阀出气端的一段回气管内的甲醇残留蒸汽吹扫进入加注端，再将加注管上ESD阀进气端的一段回气管内的甲醇残留蒸汽吹扫进入储存舱；
S5、切断加注站与储存舱之间的连接。
驳运操作流程包括如下步骤：
S1、储存舱与日用舱之间的驳运：
S11、启动驳运泵，储存舱内的甲醇经第一驳运管注入日用舱；
S12、吹扫甲醇残液：氮气经第二吹扫管进入第一驳运管，将第一驳运管内的甲醇残液吹扫至日用舱；
S2、储存舱与储存舱之间的驳运：
S21、启动驳运泵，甲醇存量较大的储存舱内的甲醇经第一、第二驳运管、加注管注入到存量较少的储存舱内，从而防止船舶侧翻；
S22、吹扫甲醇残液：氮气经第一吹扫管进入加注站，氮气经第二吹扫管进入第一驳运泵，加注管内充入氮气后，加注管内的甲醇残液被分别吹扫进入两个储存舱，第二驳运管内的甲醇残液被吹送至第一驳运管，与处在第一驳运管内的甲醇残液汇合被吹扫至日用舱；
需要说明的是：整个系统检修时，还需吹扫驳运泵与储存舱之间的一段第一驳运管内的甲醇残液(氮气经第二吹扫管充入该段的第一驳运管，将此段内的甲醇残液吹扫至储存舱)；检修驳运泵时，氮气经第二吹扫管充入第四回醇管，将驳运泵内的甲醇残液吹扫至回收舱；船舶航行的过程中，储存舱失压时，氮气通过储存舱顶部的补气管、透气管及时向储存舱内补气；船舶航行的过程中，日用舱失压时，氮气通过日用舱顶部的补气管、透气管及时向储存舱内补气。
废液收集排放过程：在气动泵的作用下，加注站处的废液经第一废液支管、废液收集主管输送至收集舱；储存舱内的废液经第二废液支管、废液收集主管输送至收集舱；日用舱和回收舱内的废液经第三废液支管、废液收集主管输送至收集舱；用户出的废液经第四废液支管、废液收集主管输送至收集舱；收集舱内的废液经第一排泄管、气动泵、第二排泄管在指定处进行排放。

Claims (8)

1.一种船舶甲醇燃料储运系统，其特征在于：包括加注驳运系统，排放收集系统和氮气系统，所述加注驳运系统包括至少一个加注站，加注站通过加注管和回气管连通有一个储存舱，储存舱的出液口通过第一驳运管连通有日用舱，第一驳运管上至少设置有一个驳运泵，处在驳运泵输出端一侧的第一驳运管通过第二驳运管与加注管连通，驳运泵将储存舱内的甲醇输送至日用舱，日用舱为自供给系统以及用户提供甲醇，所述排放收集系统包括收集舱，收集舱的进液口连接有废液收集主管，废液收集主管用于收集加注站、储存舱、日用舱、用户的废液，废液收集主管上设置有泄放泵，泄放泵将收集的废液导入收集舱，泄放泵的输入端一侧设置有第一排泄管，第一排泄管的一端与收集舱的排泄口连接，另一端与废液收集主管连通，泄放泵的输出端设置有与废液收集主管连通的第二排泄管，加注站的加注管和回气管、储存舱的进液口和出液口、日用舱的进液口和出液口均设置有ESD阀，储存舱、日用舱和收集舱的透气口均设置有透气管，透气管的顶部设置有高速透气阀，所述氮气系统包括气源，气源通过第一吹扫管连接加注站，用于吹扫加注管和回气管内的甲醇残液，气源通过第二吹扫管连接驳运泵的输出端，用于吹扫第二驳运管内的甲醇残液，气源通过补气管连接透气管。
2.根据权利要求1所述的船舶甲醇燃料储运系统，其特征在于：所述日用舱的上部连接有第一回醇管，第一回醇管接入自供给系统的甲醇蒸汽，日用舱的外侧设置有回收舱，回收舱的顶部接入有第二回醇管、第三回醇管和第四回醇管，第二回醇管接入自供给系统的吹扫残液，第三回醇管接入用户的吹扫残液，第四回醇管接入驳运泵的吹扫残液，回收舱与日用舱之间设置有隔板，回收舱内的甲醇经隔板顶部溢流进日用舱。
3.根据权利要求2所述的船舶甲醇燃料储运系统，其特征在于：所述回收舱的顶部设置有缓冲仓，自供给系统第二回醇管、驳运泵回醇管和用户回醇管内的液体经缓冲仓落到回收舱。
4.根据权利要求3所述的船舶甲醇燃料储运系统，其特征在于：所述回收舱内设置有油高液位传感器，回收舱底部的排泄口连通至废液收集主管。
5.根据权利要求2所述的船舶甲醇燃料储运系统，其特征在于：所述日用舱的上部设置有醇高液位传感器，醇高液位传感器高于隔板顶面，日用舱的下部设置有醇低液位传感器，醇低液位传感器高于日用舱的出液口。
6.根据权利要求1所述的船舶甲醇燃料储运系统，其特征在于：所述泄放泵为气动泵。
7.根据权利要求1所述的船舶甲醇燃料储运系统，其特征在于：所述加注站的加注管路接头和回气管路接头均为干式接头。
8.根据权利要求1所述的船舶甲醇燃料储运系统，其特征在于：所述储存舱透气口处的透气管与回气管连通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118361664A (zh) * 2024-06-17 2024-07-19 江苏扬子鑫福造船有限公司 一种船用甲醇燃料加注系统及其加注方法

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