CN206107530U - 柴油–lng双燃料混合动力船舶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柴油–LNG双燃料混合动力船舶。包括设置在机舱内的柴油机海水开式冷却回路，所述柴油机海水开式冷却回路包括截止阀、海水泵、海水管路、中冷器、滑油冷却器和淡水冷却器，截止阀一端通海水总管，截止阀另一端通过海水管路通向海水泵，所述海水泵输出端经中冷器与滑油冷却器输入端相通，滑油冷却器输出端通过海水管路与淡水冷却器输入端相连，所述截止阀包括填料函，穿设在填料函中的阀杆。本实用新型提出一种结构简单、拆装方便、通用性好的柴油‑LNG双燃料混合动力船舶，并且该装置还提供了一种结构设计合理，有效控制填料膨胀和多层密封效果的填料密封结构。

Description

柴油–LNG双燃料混合动力船舶

技术领域

本实用新型涉及柴油–LNG双燃料混合动力船舶。

背景技术

近年来，在国家大力发展节能环保产业，推进低碳经济的政策引导下，治理船舶油污水排放污染成为重中之重，开发使用柴油–LNG双燃料船用柴油机的船舶，作为推进低碳经济发展的新途径，对发展绿色航运，减排二氧化碳、打造低碳船舶起着十分重要的作用。

LNG (Liquified Natural Gas) 是液化天然气的英文缩写，是一种无色的液体，主要由甲烷组成。组份可能含有少量的乙烷、丙烷、氮气或通常存在于天然气中的其他组份。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-163℃左右，使之凝结成的液体。LNG的体积大约为气态的1/600。天然气液化后可以大大节的节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点，更有利于远距离运输、存储，使天然气的应用方式更灵活、范围更广。

柴油–LNG双燃料混合动力船舶能使用柴油–LNG双燃料或纯柴油两种模式运行，使用气体燃料时，必须将储气罐内液化的LNG经过LNG汽化器汽化为NG(天然气)使用。现有的柴油–LNG双燃料混合动力船舶使用空气冷却的LNG汽化器，发动机吸收的气体燃料少，汽化量少，又受环境的因素影响较大，不利于提供柴油机燃烧汽化量，导致发动机燃烧不充分。

目前现有技术的LNG罐车及撬装加注站用深冷截止阀的填料密封结构，均采用填料组密封结构，在使用过程中，由于磨损及热膨胀等因素，特别是用于LNG槽车的深冷截止阀，还要承受振动应力，导致填料部位泄漏，致使阀门使用寿命短甚至不能正常工作。

ZL201020291238.1的实用新型公开了一种新型内河柴油-LNG双燃料混合动力船,包括船体和动力系统,所述船体包括甲板和设置在船体尾部的机舱、油舱，所述动力系统包括至少一台柴油发动机、LNG储气罐和混燃控制系统,所述柴油发动机设置在机舱内，所述LNG储气罐设置在船艉甲板上，将LNG.储气罐出口接低温气化器，再依次经电控截止阀、稳压器、天然气喷射单元通向发动机的进气管，该实用新型专利没有提供低温气化器的结构。

ZL201020269149.7的实用新型专利公开了一种“柴油–LNG双燃料内河干货船的LNG装置”，包括LNG储气罐、隔离空舱、LNG输送管路， LNG储气罐固定在船尾部主甲板上，在LNG储气罐和主甲板上的舱室之间设有隔离空舱，在LNG储气罐上方设有遮阳蓬， LNG储气罐的输出端与天然气输送管路一端连接，天然气输送管路另一端穿过船尾部主甲板下降入机舱，与柴油机空气总管相连，该实用新型专利没有提供LNG的汽化装置。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提出一种结构简单、拆装方便、通用性好的柴油-LNG双燃料混合动力船舶，并且该装置还提供了一种结构设计合理，有效控制填料膨胀和多层密封效果的填料密封结构。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种柴油–LNG双燃料混合动力船舶，包括设置在机舱内的柴油机海水开式冷却回路，所述柴油机海水开式冷却回路包括截止阀、海水泵、海水管路、中冷器、滑油冷却器和淡水冷却器，截止阀一端通海水总管，截止阀另一端通过海水管路通向海水泵，所述海水泵输出端经中冷器与滑油冷却器输入端相通，滑油冷却器输出端通过海水管路与淡水冷却器输入端相连，所述截止阀包括填料函，穿设在填料函中的阀杆，填料函和阀杆之间设置有密封填料，密封填料上设置有填料压盖，填料函外侧设置有压套螺母，所述填料函为阶梯式填料函，阶梯式填料函下端底部设置有泛塞，泛塞内、外侧分别与填料函壁和阀杆接触；阶梯式填料函下端、泛塞上方设置有填料垫，填料垫上方设置有密封填料；所述填料压盖内孔和外壁上均设置有密封圈槽；还包括矩形截面螺旋弹簧，所述矩形截面螺旋弹簧设置于填料压盖和压套螺母之间。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述阀杆外部安装阀体，阀体中部外表面安装左散冷翅片及右散冷翅片，左散冷翅片与右散冷翅片对接形成整体环形外置散冷翅片；所述环形外置散冷翅片包括多层。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述水浴汽化器包括外罐和套在外罐中的内胆，淡水冷却器输出端通过海水管路、液流观察器通入水浴汽化器的外罐和内胆之间的腔体后，再通过外罐输出端和止回阀通向船舷外，LNG储气罐输出端的LNG管路穿过外罐进入内胆，加热汽化后的天然气管路通向双燃料柴油机空气总管。

作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述截止阀的阀体设有阀体内漏孔，阀体内漏孔与截止阀的下游管道连通。

本实用新型的有益效果是：

第一、本实用新型一种柴油–LNG双燃料混合动力船舶的截止阀具有矩形截面的螺旋弹簧加载的三重填料密封结构，极大的避免了阀门在使用过程中，由于磨损及热膨胀等因素，特别是用于LNG槽车的深冷截止阀因承受振动应力，而导致填料部位的潜在泄漏风险，确保 LNG罐车及撬装加注站用深冷截止阀能够安全可靠运行，从而提高了阀门的可靠性及安全性。

第二．本实用新型采用双层的水浴汽化器汽化LNG，使天然气的汽化率提高20%以上，且不受环境和天气的影响，确保对柴油机的正常供气量，具有显著的经济性和良好的汽化效率。

第三、本实用新型降低了施工成本，也避免了汽化器受天气环境的影响减少汽化效率，同时提升了柴油-LNG双燃料动力船舶混燃的替代率，便于天然气燃料的充分燃烧，也减少了油污水的排放量。

附图说明

图1为本实用新型柴油–LNG双燃料混合动力船舶内的结构示意图；

图2为本实用新型截止阀的填料密封结构示意图；

图3为本实用新型矩形截面弹簧加载三重填料密封结构示意图；

图4为本实用新型矩形截面弹簧结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实用新型柴油–LNG双燃料混合动力船舶包括：设置在机舱内的柴油机海水开式冷却回路1和LNG汽化回路2,柴油机海水开式冷却回路1包括截止阀11、海水泵12、海水管路13、中冷器14、滑油冷却器15和淡水冷却器16，截止阀11一端通海水总管，另一端通过海水管路13通向海水泵12，所述海水泵12输出端经中冷器14与滑油冷却器15输入端相通，滑油冷却器15输出端通过海水管路13与淡水冷却器16输入端相连。所述LNG汽化回路2包括液流观察器21和水浴汽化器22；

如图3所示，本实施例中，所述截止阀的填料部位采用三重密封及矩形截面的螺旋弹簧加载结构，具体方案是在阶梯式填料函11-1的下端装有泛塞11-3，泛塞11-3内部设有蓄能弹簧，泛塞11-3在蓄能弹簧力的作用下内、外的唇口分别膨胀，内唇口和阀杆11-2接触，外唇口和填料函壁接触，从而实现第一道密封，阶梯式填料函的上端装有填料垫11-4，填料垫11-4上部装有填料组11-5，实现第二道密封，填料组11-5上方的填料压盖11-6的内孔及外径的密封槽11-7分别装有O型圈，分别与阀杆和填料函壁密封，实现第三道密封，填料压盖和压套螺母11-8之间装有矩形截面的螺旋弹簧11-9，因为螺旋弹簧11-9贮存了一定量的弹性能，当填料因磨损和压实而导致体积发生损失，以及振动、不同热膨胀等引起的填料与阀杆接触力的下降，该弹性能可弥补填料应力的松弛，使填料在阀门运行期间保持密封，从而确保填料部位的有效密封及延长填料的使用寿命。

如图2所示，作为本实用新型柴油–LNG双燃料混合动力船舶技术方案的进一步改进，所述阀杆外部安装阀体，阀体中部外表面安装左散冷翅片及右散冷翅片，左散冷翅片与右散冷翅片对接形成整体环形外置散冷翅片3；所述环形外置散冷翅片3包括多层。

本实用新型根据 LNG 低温阀门冷量由阀体向上传递的特点，可根据实际阀门的大小，在阀体外设置传热系数较大的多重圆形散冷翅片，以阻止冷量向上传递，达到降低阀杆高度的目的。

作为本实用新型柴油–LNG双燃料混合动力船舶技术方案的进一步改进，所述液流观察器21用于观察流过海水的温度、压力，水浴汽化器22包括外罐221和套在外罐221中的内胆222，淡水冷却器16输出端通过海水管路、液流观察器21通入水浴汽化器22的外罐221和内胆222之间的腔体后，再通过外罐输出端和止回阀23通向船舷外，设置在甲板上的LNG储气罐3输出端的LNG管路24穿过外罐221进入内胆222，加热汽化后的NG管路25通向双燃料柴油机空气总管。

如图1所示，实施例1的水浴汽化器22设置在机舱靠近柴油机4位置处；该水浴汽化器22单独分隔在控制室内；所述控制室的防火等级为A60级，即在纤维素型火灾中，结构完整性至少维持60分钟。

作为本实用新型柴油–LNG双燃料混合动力船舶技术方案的进一步改进，所述截止阀的阀体设有阀体内漏孔，阀体内漏孔与截止阀的下游管道连通。阀体设置阀体内漏孔4，当LNG装置管道设置两台切断阀实现切断后，两台切断阀连接的管道残留的LNG会通过阀体内漏孔4泄放到超低温截止阀的下游管道，避免LNG的积聚，保证连接管道和阀门的安全。

本实用新型利用柴油机开式海水冷却系统冷却柴油机部件，海水泵12从海底门外抽取低温的海水，加压到2～5MPa送至滑油冷却器15和淡水冷却器16中，使润滑油得到冷却，并从船用柴油机4的高温的部件中吸收热量。经过淡水冷却器16海水腔的海水通过热交换吸取了流经淡水冷却器16谈水腔循环冷却谈水的热量，使得海水腔的海水温度升高到60℃左右，60℃左右的海水进入水浴汽化器22输入端，水浴汽化器22输出端通过止回阀23，将海水排出舷外。同时-163℃的LNG(液化天然气)进入水浴汽化器22的内胆222，使得内胆222温度低于水浴汽化器22中外罐221和内胆222之间腔体内的冷却水温度，形成了温度差，利用冷却过柴油机的海水温度升高的热量使内胆222内的低温液化天然气汽化后形成NG（天然气），输入到双燃料柴油机空气总管中，满足柴油机燃料使用要求。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种柴油–LNG双燃料混合动力船舶，包括设置在机舱内的柴油机海水开式冷却回路和LNG汽化回路；所述柴油机海水开式冷却回路包括：截止阀、海水泵、海水管路、中冷器、滑油冷却器和淡水冷却器，截止阀一端通海水总管，截止阀另一端通过海水管路通向海水泵，所述海水泵输出端经中冷器与滑油冷却器输入端相通，滑油冷却器输出端通过海水管路与淡水冷却器输入端相连；所述LNG汽化回路包括液流观察器和水浴汽化器；其特征在于，所述截止阀包括填料函，穿设在填料函中的阀杆，填料函和阀杆之间设置有密封填料，密封填料上设置有填料压盖，填料函外侧设置有压套螺母，所述填料函为阶梯式填料函，阶梯式填料函下端底部设置有泛塞，泛塞内、外侧分别与填料函壁和阀杆接触；阶梯式填料函下端、泛塞上方设置有填料垫，填料垫上方设置有密封填料；所述填料压盖内孔和外壁上均设置有密封圈槽；还包括矩形截面螺旋弹簧，所述矩形截面螺旋弹簧设置于填料压盖和压套螺母之间。

2.根据权利要求1所述的柴油–LNG双燃料混合动力船舶，其特征在于，所述阀杆外部安装阀体，阀体中部外表面安装左散冷翅片及右散冷翅片，左散冷翅片与右散冷翅片对接形成整体环形外置散冷翅片；所述环形外置散冷翅片包括多层。

3.根据权利要求1所述的柴油–LNG双燃料混合动力船舶，其特征在于，所述水浴汽化器包括外罐和套在外罐中的内胆，淡水冷却器输出端通过海水管路、液流观察器通入水浴汽化器的外罐和内胆之间的腔体后，再通过外罐输出端和止回阀通向船舷外，LNG储气罐输出端的LNG管路穿过外罐进入内胆，加热汽化后的天然气管路通向双燃料柴油机空气总管。

4.根据权利要求1所述的柴油–LNG双燃料混合动力船舶，其特征在于，所述截止阀的阀体设有阀体内漏孔，阀体内漏孔与截止阀的下游管道连通。