CN213873320U - 一种船载lng冷能利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船载LNG冷能利用系统，包括LNG储罐，LNG储罐出口通过第一汽化支路管道连接往发动机进气口，所述第一汽化支路管道上设置有LNG汽化器和第一支路开关阀；其特征在于，LNG储罐出口和发动机进气口之间还设置有第二汽化支路管道，所述第二汽化支路管道上安装有第二支路开关阀，第二汽化支路上管还至少设置有一个集装箱用换热器，集装箱用换热器的两个换热介质接口通过管道连接往冷藏集装箱并形成循环管路。本实用新型具有冷能回收利用率高，适用于运载集装箱的LNG动力货船，同时兼顾环保与高效的特点。

Description

一种船载LNG冷能利用系统

技术领域

本实用新型涉及LNG动力船舶冷能利用技术领域，具体涉及一种船载LNG冷能利用系统。

背景技术

液化天然气（LNG）是天然气经压缩、冷却至其沸点（－161.5 ℃）温度后变成的液体，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，有利于储存和长距离运输。LNG动力船舶中利用LNG供能，LNG经低温泵和气化器被加热成气态天然气，以气态天然气作为直接燃料进入发动机。目前，大多数LNG动力船舶仍采用柴油-天然气双燃料发动机。

LNG动力货船通过燃烧气化后的天然气供给动力的过程中，LNG被加热成气态天然气时，有大量的冷能损失。

现有部分在LNG动力货船上，进行LNG冷能回收的专利技术，例如CN201921471960.0一种LNG冷能回收制冰系统；CN201922101067.5船舶及其船用LNG冷能回收系统；CN201520285601.1一种LNG冷能回收装置等等。但这些现有专利技术中，基本均为依次换热回收冷能。冷能利用效率较低。同时，针对运输有冷藏集装箱的货船，需要单独设置制冷设备，故申请人考虑到如果能够利用LNG冷能为冷藏集装箱供冷，并实现冷能的多级回收利用，则可以更好地提高冷能的利用效率。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：怎样提供一种能够更好地提高LNG冷能回收效率，并利用其为冷藏集装箱供冷的船载LNG冷能利用系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种船载LNG冷能利用系统，包括LNG储罐，LNG储罐出口通过第一汽化支路管道连接往发动机进气口，所述第一汽化支路管道上设置有LNG汽化器和第一支路开关阀；其特征在于，LNG储罐出口和发动机进气口之间还设置有第二汽化支路管道，所述第二汽化支路管道上安装有第二支路开关阀，第二汽化支路上管还至少设置有一个集装箱用换热器，集装箱用换热器的两个换热介质接口通过管道连接往冷藏集装箱并形成循环管路。

这样，本实用新型使用时，能够在两条汽化支路上进行切换，以根据需要可以控制LNG汽化的冷量为冷藏集装箱供冷。

进一步地，所述LNG汽化器为水浴式汽化器。具有结构成熟，成本低廉的优点。

进一步地，所述第一汽化支路管道上位于进入LNG汽化器之前的管路上还安装有第一汽化支路低温泵。这样可以更好地控制输出。

进一步地，所述第一汽化支路管道上位于LNG汽化器之后的管路上还连接有第一回流管道，第一回流管道连接回到LNG储罐，第一回流管道上还安装有第一回流泵、第一回流开关阀以及用于检测LNG储罐压力的压力传感器。

这样，第一汽化支路管道使用时，可以检测储罐压力，控制部分气体回流到储罐，维持储罐内部压力稳定。

进一步地，所述第二汽化支路管道上顺序向前设置有一个低温集装箱用换热器和一个高温集装箱用换热器，低温集装箱用换热器的两个换热介质接口通过管道连接往低温冷藏集装箱并形成循环管路，高温集装箱用换热器的两个换热介质接口通过管道连接往高温冷藏集装箱并形成循环管路。

这样，可以实现对冷能的分级利用，更好地提高对冷能的利用效率。其中，所述低温和高温为相对概念，高温冷藏集装箱的冷藏温度高于低温冷藏集装箱。

进一步地，低温冷藏集装箱所在的循环管路中，还串联设置有至少一个储冷罐。这样，可以起到蓄冷作用，在停止供应LNG时，冷藏集装箱内部仍能维持正常供冷，提高了LNG冷能回收利用率，有效节约资源，降低成本。

进一步地，储冷罐包括一个位于进入低温冷藏集装箱之前管路上的低温储冷罐和一个位于连接出低温冷藏集装箱之后管路上的高温储冷罐，高温储冷罐和低温集装箱用换热器之间的管路上以及低温储冷罐和低温冷藏集装箱之间的管路上各自设置有一个动力泵。

这样，可以更好地缓冲以及储冷。

进一步地，低温储冷罐上安装有液位计，在进入低温储冷罐之前的管路上还连接有一条旁通管路连接至高温储冷罐，旁通管路上以及旁通管路到低温储冷罐之间的管理上各自安装有开关阀。

这样，液位计可以对低温储冷罐内液位高度进行监控，但液位高度超过设定范围时，可以控制开关阀切换，将旁通管路开启使得载冷剂直接避开低温储冷罐回流到高温储冷罐，提高低温储冷罐安全性。

实施时，高温集装箱用换热器以及高温冷藏集装箱所形成的循环管路，其管路结构可以和低温集装箱用换热器所在的循环管路完全相同，故不在此累述。

进一步地，低温集装箱用换热器和高温集装箱用换热器之间的管路上还连接有第二回流管道，第二回流管道连接回到LNG储罐，第二回流管道上还安装有第二回流泵、第二回流开关阀以及用于检测LNG储罐压力的压力传感器。

这样，这样，第二汽化支路管道使用时，可以检测储罐压力，控制部分气体回流到储罐，维持储罐内部压力稳定。

进一步地，第二汽化支路管道上，位于高温集装箱用换热器的前方还设置有一个冷却水换热器，冷却水换热器的两个换热介质接口通过管道连接往空调主机并形成循环管路。

这样，可以形成三级换热，最末一级换热器可以为船用空调主机散热供冷，更好地提高了冷量的利用效率。

实施时，空调主机所在的循环管路的结构，可以和低温集装箱用换热器以及高温集装箱用换热器所在循环管路的结构类似。具体地说，进入空调主机之前的管路上安装有一个低温水箱，空调主机出去之后的管路上安装有一个高温水箱，区别在于低温水箱和高温水箱各自加装连接有一个膨胀水箱，以避免水受热胀冷缩以及漏水等情况的影响。

综上所述，本实用新型具有冷能回收利用率高，适用于运载集装箱的LNG动力货船，同时兼顾环保与高效的特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施时：参见图1所示（图中箭头表示流动方向），一种船载LNG冷能利用系统，包括LNG储罐1，LNG储罐1出口通过第一汽化支路管道2连接往发动机进气口3，所述第一汽化支路管道1上设置有LNG汽化器4和第一支路开关阀5；其中，LNG储罐出口和发动机进气口之间还设置有第二汽化支路管道6，所述第二汽化支路管道6上安装有第二支路开关阀7，第二汽化支路上管还至少设置有一个集装箱用换热器，集装箱用换热器的两个换热介质接口通过管道连接往冷藏集装箱并形成循环管路。

这样，本实用新型使用时，能够在两条汽化支路上进行切换，以根据需要可以控制LNG汽化的冷量为冷藏集装箱供冷。第一汽化支路管道用于船舶不需要供冷或冷量有富裕的情况。作为常识，实施时冷藏集装箱中为制冷部件连接到循环管路中实现换热，具体可以采用相变材料蓄冷板。例如专利CN209877439U所公开的装载整体式蓄冷板的冷藏集装箱，可以用于本申请方案。

其中，所述LNG汽化器4为水浴式汽化器。具有结构成熟，成本低廉的优点。

其中，所述第一汽化支路管道2上位于进入LNG汽化器之前的管路上还安装有第一汽化支路低温泵8。这样可以更好地控制输出。

其中，所述第一汽化支路管道上位于LNG汽化器之后的管路上还连接有第一回流管道9，第一回流管道9连接回到LNG储罐，第一回流管道上还安装有第一回流泵10、第一回流开关阀以及用于检测LNG储罐压力的压力传感器11。

这样，第一汽化支路管道使用时，可以检测储罐压力，控制部分气体回流到储罐，维持储罐内部压力稳定。

其中，所述第二汽化支路管道上顺序向前设置有一个低温集装箱用换热器12和一个高温集装箱用换热器13，低温集装箱用换热器12的两个换热介质接口通过管道连接往低温冷藏集装箱14并形成循环管路，高温集装箱用换热器的两个换热介质接口通过管道连接往高温冷藏集装箱15并形成循环管路。

这样，可以实现对冷能的分级利用，更好地提高对冷能的利用效率。其中，所述低温和高温为相对概念，高温冷藏集装箱的冷藏温度高于低温冷藏集装箱。

实施时，低温集装箱用换热器所在的循环管路中，可以使用第一载冷剂R410A作为换热介质换热。高温集装箱用换热器所在的循环管路中，可以使用第二载冷剂50%乙二醇溶液换热。后续冷却水换热器所在的循环管路中可以使用江水或海水换热。

其中，低温冷藏集装箱所在的循环管路中，还串联设置有至少一个储冷罐。这样，可以起到蓄冷作用，在停止供应LNG时，冷藏集装箱内部仍能维持正常供冷，提高了LNG冷能回收利用率，有效节约资源，降低成本。

其中，储冷罐包括一个位于进入低温冷藏集装箱之前管路上的低温储冷罐16和一个位于连接出低温冷藏集装箱之后管路上的高温储冷罐17，高温储冷罐和低温集装箱用换热器之间的管路上以及低温储冷罐和低温冷藏集装箱之间的管路上各自设置有一个动力泵。

这样，可以更好地缓冲以及储冷。

其中，低温储冷罐16上安装有液位计，在进入低温储冷罐之前的管路上还连接有一条旁通管路连接至高温储冷罐17，旁通管路上以及旁通管路到低温储冷罐之间的管理上各自安装有开关阀。

这样，液位计可以对低温储冷罐内液位高度进行监控，但液位高度超过设定范围时，可以控制开关阀切换，将旁通管路开启使得载冷剂直接避开低温储冷罐回流到高温储冷罐，提高低温储冷罐安全性。

实施时，高温集装箱用换热器以及高温冷藏集装箱所形成的循环管路，其管路结构可以和低温集装箱用换热器所在的循环管路完全相同，故不在此累述。

其中，低温集装箱用换热器和高温集装箱用换热器之间的管路上还连接有第二回流管道18，第二回流管道连接回到LNG储罐1，第二回流管道上还安装有第二回流泵、第二回流开关阀以及用于检测LNG储罐压力的压力传感器。

这样，这样，第二汽化支路管道使用时，可以检测储罐压力，控制部分气体回流到储罐，维持储罐内部压力稳定。

其中，第二汽化支路管道上，位于高温集装箱用换热器的前方还设置有一个冷却水换热器19，冷却水换热器19的两个换热介质接口通过管道连接往空调主机20并形成循环管路。

这样，可以形成三级换热，最末一级换热器可以为船用空调主机散热供冷，更好地提高了冷量的利用效率。

实施时，空调主机所在的循环管路的结构，可以和低温集装箱用换热器以及高温集装箱用换热器所在循环管路的结构类似。具体地说，进入空调主机之前的管路上安装有一个低温水箱21，空调主机出去之后的管路上安装有一个高温水箱22，区别在于低温水箱和高温水箱各自加装连接有一个膨胀水箱23，以避免水受热胀冷缩以及漏水等情况的影响。

综上所述，本实用新型具有冷能回收利用率高，适用于运载集装箱的LNG动力货船，同时兼顾环保与高效的特点。

Claims (10)

1.一种船载LNG冷能利用系统，包括LNG储罐，LNG储罐出口通过第一汽化支路管道连接往发动机进气口，所述第一汽化支路管道上设置有LNG汽化器和第一支路开关阀；其特征在于，LNG储罐出口和发动机进气口之间还设置有第二汽化支路管道，所述第二汽化支路管道上安装有第二支路开关阀，第二汽化支路上管还至少设置有一个集装箱用换热器，集装箱用换热器的两个换热介质接口通过管道连接往冷藏集装箱并形成循环管路。

2.如权利要求1所述的船载LNG冷能利用系统，其特征在于，所述LNG汽化器为水浴式汽化器。

3.如权利要求1所述的船载LNG冷能利用系统，其特征在于，所述第一汽化支路管道上位于进入LNG汽化器之前的管路上还安装有第一汽化支路低温泵。

4.如权利要求1所述的船载LNG冷能利用系统，其特征在于，所述第一汽化支路管道上位于LNG汽化器之后的管路上还连接有第一回流管道，第一回流管道连接回到LNG储罐，第一回流管道上还安装有第一回流泵、第一回流开关阀以及用于检测LNG储罐压力的压力传感器。

5.如权利要求1所述的船载LNG冷能利用系统，其特征在于，所述第二汽化支路管道上顺序向前设置有一个低温集装箱用换热器和一个高温集装箱用换热器，低温集装箱用换热器的两个换热介质接口通过管道连接往低温冷藏集装箱并形成循环管路，高温集装箱用换热器的两个换热介质接口通过管道连接往高温冷藏集装箱并形成循环管路。

6.如权利要求5所述的船载LNG冷能利用系统，其特征在于，低温冷藏集装箱所在的循环管路中，还串联设置有至少一个储冷罐。

7.如权利要求6所述的船载LNG冷能利用系统，其特征在于，储冷罐包括一个位于进入低温冷藏集装箱之前管路上的低温储冷罐和一个位于连接出低温冷藏集装箱之后管路上的高温储冷罐，高温储冷罐和低温集装箱用换热器之间的管路上以及低温储冷罐和低温冷藏集装箱之间的管路上各自设置有一个动力泵。

8.如权利要求7所述的船载LNG冷能利用系统，其特征在于，低温储冷罐上安装有液位计，在进入低温储冷罐之前的管路上还连接有一条旁通管路连接至高温储冷罐，旁通管路上以及旁通管路到低温储冷罐之间的管理上各自安装有开关阀。

9.如权利要求5所述的船载LNG冷能利用系统，其特征在于，低温集装箱用换热器和高温集装箱用换热器之间的管路上还连接有第二回流管道，第二回流管道连接回到LNG储罐，第二回流管道上还安装有第二回流泵、第二回流开关阀以及用于检测LNG储罐压力的压力传感器。

10.如权利要求5所述的船载LNG冷能利用系统，其特征在于，第二汽化支路管道上，位于高温集装箱用换热器的前方还设置有一个冷却水换热器，冷却水换热器的两个换热介质接口通过管道连接往空调主机并形成循环管路。

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