RU165208U1

RU165208U1 - TANK CRYOGENIC FUEL VEHICLE OPERATING ON LIQUEFIED NATURAL GAS

Info

Publication number: RU165208U1
Application number: RU2015138434/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Колгушкин; Олег Максимович Попов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "ГЕЛИЙМАШ" (ОАО "НПО "ГЕЛИЙМАШ")
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2016-10-10

Abstract

Бак криогенный топливный двигателя транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе, состоящий из двух сосудов, расположенных один внутри другого, теплоизоляции, расположенной в отвакуумированном межстенном пространстве сосудов, линий заправки сосуда и подачи топлива в двигатель, предохранительной, запорной и регулирующей арматуры, отличающийся тем, что в линию подачи топлива в двигатель включен запорный клапан, управляемый сигналом от датчика давления, установленного за предохранительным клапаном, расположенным на линии подачи топлива в двигатель.Tank cryogenic fuel engine of a vehicle operating on liquefied natural gas, consisting of two vessels located one inside the other, insulation, located in the evacuated inter-wall space of vessels, lines for refueling the vessel and supplying fuel to the engine, safety, shutoff and control valves, characterized in that a shutoff valve is included in the fuel supply line to the engine, controlled by a signal from a pressure sensor installed behind the safety valve located on SRI fuel into the engine.

Description

Известно транспортное средство, работающее на сжиженном природном газе (СПГ) и устройства для его заправки (см. обзорную информацию «Криогенное и вакуумное машиностроение. Использование сжиженного природного газа на транспорте», М., ЦИНТИХИМШФТЕМАШ, 1987 г.), которые обеспечивают заправку криогенных баков транспортных средств при атмосферном давлении со сбросом газа в газгольдер, бездренажную заправку или заправку с использованием насоса. Эти устройства не решают конкретные технические задачи, касающиеся криогенных топливных баков.It is known a vehicle operating on liquefied natural gas (LNG) and a device for refueling it (see overview information "Cryogenic and vacuum engineering. Use of liquefied natural gas in transport", M., TSINTIKHIMSHFTEMASH, 1987), which provide refueling cryogenic tanks of vehicles at atmospheric pressure with the discharge of gas into the gas tank, drainless refueling or refueling using a pump. These devices do not solve specific technical problems regarding cryogenic fuel tanks.

Наиболее близким по технической сущности является бак криогенный топливный транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе (см. патент RU 69966 МКИ F17C 13/00 опубл. 10.01.2008 Бюл. №1), состоящий из двух сосудов, расположенных один внутри другого, теплоизоляции, расположенной в отвакуумированном межстенном пространстве сосудов, линий заправки сосуда и подачи топлива в двигатель, предохранительной, запорной и регулирующей арматуры.The closest in technical essence is the cryogenic fuel tank of a vehicle operating on liquefied natural gas (see patent RU 69966 MKI F17C 13/00 publ. 10.01.2008 Bull. No. 1), consisting of two vessels located one inside the other, thermal insulation located in the evacuated inter-wall space of vessels, vessel refueling lines and fuel supply lines to the engine, safety, shut-off and control valves.

Недостатком криогенного топливного бака является то, что линия подачи топлива в двигатель недостаточно надежна.The disadvantage of a cryogenic fuel tank is that the fuel supply line to the engine is not reliable enough.

При использовании СПГ, температура которого равна минус 162°C, в качестве моторного топлива в нижней части бака возможно накапливание тяжелых углеводородов и при заливке новых порций СПГ может произойти их загустевание и кристаллизация примесей, например, CO₂. При попадании кристаллов CO₂ в линию подачи топлива в двигатель может произойти забивка и нарушение работы регулятора давления. Повышение давления в линии отрицательно скажется на дорогостоящем двигателе и приведет к большим потерям топлива.When using LNG, whose temperature is minus 162 ° C, heavy hydrocarbons can accumulate in the lower part of the tank as a motor fuel, and when new portions of LNG are filled in, they will thicken and crystallize impurities, for example, CO ₂ . If CO ₂ crystals get into the fuel supply line to the engine, clogging and malfunction of the pressure regulator may occur. An increase in line pressure will adversely affect an expensive engine and lead to large fuel losses.

Целью предлагаемого технического решения является повышение надежности линии подачи топлива в двигатель.The aim of the proposed technical solution is to increase the reliability of the fuel supply line to the engine.

Предлагаемый бак криогенный топливный двигателя транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе, включающий два сосуда, расположенные один внутри другого, теплоизоляцию, расположенную в отвакуумированном межстенном пространстве сосудов, линии заправки сосудов и подачи топлива в двигатель, предохранительную, запорную и регулирующую арматуру.The proposed tank is a cryogenic fuel engine of a vehicle operating on liquefied natural gas, including two vessels located one inside the other, thermal insulation located in the evacuated interwall space of vessels, a line for refueling vessels and fuel supply to the engine, safety, shutoff and control valves.

В линию подачи топлива в двигатель включен запорный клапан, управляемый сигналом от датчика давления, установленного за предохранительным клапаном, расположенным на линии подачи топлива в двигатель.A shut-off valve is included in the fuel supply line to the engine, controlled by a signal from a pressure sensor installed behind the safety valve located on the fuel supply line to the engine.

Для пояснения сущности предлагаемого технического решения на фигуре представлен бак криогенный топливный двигателя транспортного средства, работающего на СПГ.To clarify the essence of the proposed technical solution, the figure shows a tank cryogenic fuel engine of a vehicle operating on LNG.

Криогенный топливный бак 1, состоит из внешнего сосуда-кожуха 2 и внутреннего сосуда 3, на внешней поверхности которого намотана теплоизоляция 4, а межстенное пространство между сосудом-кожухом 2 и внутренним сосудом 3 отвакуумировано.The cryogenic fuel tank 1 consists of an external vessel-casing 2 and an internal vessel 3, on the external surface of which thermal insulation 4 is wound, and the space between the vessel-casing 2 and the internal vessel 3 is evacuated.

В верхней части внутреннего сосуда 3 установлено устройство 5 для струйного ввода топлива в сосуд 3. Для этого устройство 5 имеет отверстия 6. В нижней части сосуда 3 расположен трубопровод 7 для ввода топлива во внутренний сосуд 3, а в верхней части сосуда 3 расположен трубопровод 8 соединенный с устройством 5. Трубопроводы 7 и 8, на которых размещены вентили 9 и 10, объединены в трубопровод 11, соединенный с реципиентом топлива (на фигуре не показан).In the upper part of the inner vessel 3, a device 5 is installed for jet injection of fuel into the vessel 3. For this, the device 5 has openings 6. In the lower part of the vessel 3, there is a pipeline 7 for introducing fuel into the inner vessel 3, and in the upper part of the vessel 3 there is a pipe 8 connected to device 5. Pipelines 7 and 8, on which valves 9 and 10 are located, are combined into a pipe 11 connected to a fuel recipient (not shown in the figure).

Трубопровод 7 соединен с линией 12 подачи топлива в двигатель (на фигуре не показан).The pipeline 7 is connected to the line 12 for supplying fuel to the engine (not shown in the figure).

На линии подачи топлива в двигатель установлен запорный клапан 13, регулятор давления 14, предохранительный клапан 15 и теплообменник-испаритель 16.On the fuel supply line to the engine, a shut-off valve 13, a pressure regulator 14, a safety valve 15 and a heat exchanger-evaporator 16 are installed.

Криогенный топливный бак 1 снабжен указателем уровня топлива 17 и манометром 18.The cryogenic fuel tank 1 is equipped with a fuel gauge 17 and a pressure gauge 18.

Предохранительный клапан 15 соединен трубопроводом 19 с газосбросом 20. На трубопроводе 19 установлен датчик давления 21, управляющий запорным клапаном 13.The safety valve 15 is connected by a pipe 19 to the gas outlet 20. A pressure sensor 21 is installed on the pipe 19, which controls the shut-off valve 13.

Для поднятия и поддержания рабочего давления во внутреннем сосуде 3 на требуемом уровне предусмотрен испаритель наддува 22, установленный на трубопроводе 23. На трубопроводе 23 также установлены вентиль 24 и регулятор давления 25.To raise and maintain the working pressure in the inner vessel 3 at the required level, a boost evaporator 22 is installed on the pipe 23. A valve 24 and a pressure regulator 25 are also installed on the pipe 23.

Верхняя часть сосуда 3 соединена трубопроводом 26, через запорный вентиль 27 с газосбросом 20 и системой предохранительных клапанов 28.The upper part of the vessel 3 is connected by a pipe 26, through a shut-off valve 27 with a gas outlet 20 and a system of safety valves 28.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Заправка внутреннего сосуда 3 может осуществляться как без сброса образующихся паров (бездренажная заправка), так и со сбросом образующихся паров через газосброс 20.The refueling of the inner vessel 3 can be carried out both without dumping the generated vapors (drainless refueling), and with the discharge of the generated vapors through the gas outlet 20.

Бездренажная заправка внутреннего сосуда 3 осуществляется по линиям 11,8 и через вентиль 10.Drainless refueling of the inner vessel 3 is carried out along lines 11.8 and through the valve 10.

Топливо поступает в устройство 5 и струйно вводится через отверстия 6 в объем внутреннего сосуда 3. Пар, первоначально заполняющий сосуд 3, конденсируется, давление снижается и происходит заполнение внутреннего сосуда 3 топливом.Fuel enters the device 5 and is jetted through the openings 6 into the volume of the inner vessel 3. The steam initially filling the vessel 3 condenses, the pressure decreases and the inner vessel 3 is filled with fuel.

Окончание заполнения внутреннего сосуда 3 топливом происходит при выравнивании давления во внутреннем сосуде 3 и реципиенте с топливом. Контроль осуществляется по уровнемеру 17 и манометру 18.The filling of the inner vessel 3 with fuel ends when the pressure in the inner vessel 3 and the recipient with the fuel are equalized. Monitoring is carried out by level gauge 17 and pressure gauge 18.

Заправка топливом внутреннего сосуда 3 со сбросом образующихся в нем паров по трубопроводу 26, вентилю 27 через газосброс 20 производится по линиям 11,7 через вентиль 9.Refueling the inner vessel 3 with the discharge of the vapors formed in it through the pipeline 26, valve 27 through the gas outlet 20 is carried out through lines 11.7 through valve 9.

Если во внутреннем сосуде 3 после заправки давление ниже рабочего, то открывается вентиль 24 и топливо по трубопроводу 23 через открытый регулятор давления 25 поступает, за счет гидростатического давления топлива, в испаритель наддува 22. В нем топливо испаряется и образовавшийся газ наддува поступает по трубопроводу 23 и 8 в верхнюю часть внутреннего сосуда 3, поднимая в нем давление до рабочего значения, контролируемого по манометру 18. После достижения величины рабочего давления регулятор давления 25 автоматически закрывается. Система готова к работе. Открывается регулятор давления 14, настроенный на величину рабочего давления, и через открытый запорный клапан 13 по линии подачи 12 топливо поступает в теплообменник-испаритель 16. В испарителе 16 топливо испаряется, за счет теплообмена с жидкостью из контура двигателя, и подается с требуемой температурой и давлением в двигатель транспортного средства.If the pressure in the inner vessel 3 after refueling is lower than the working one, the valve 24 opens and the fuel enters the boost evaporator 22 through the open pressure regulator 25 through the open pressure regulator 25 and the fuel evaporates and the resulting boost gas enters through the pipeline 23 and 8 to the upper part of the inner vessel 3, raising the pressure in it to the operating value, controlled by the pressure gauge 18. After reaching the working pressure, the pressure regulator 25 automatically closes. The system is ready to go. The pressure regulator 14 is opened, adjusted to the value of the working pressure, and through the open shut-off valve 13, the fuel enters the heat exchanger-evaporator 16 through the supply line 12. In the evaporator 16, the fuel evaporates due to heat exchange with the liquid from the engine circuit and is supplied with the required temperature and pressure in the vehicle engine.

Если транспортное средство не используется длительное время вентиль 24 закрывается.If the vehicle is not used for a long time, valve 24 closes.

В случае если в регулятор давления 14 попадут кристаллы CO₂ и выведут регулятор 14 из строя давление в линии подачи топлива в двигатель после регулятора давления 14 повысится, откроется предохранительный клапан 15 и топливо начнет по трубопроводу 19 поступать на газосброс 20 и сбрасываться в атмосферу. Также вырастет давление и в самом двигателе, что может вывести его из строя. Чтобы исключить отрицательное влияние вышедшего из строя регулятора давления 14 на двигатель и избежать большой потери топлива по сигналу датчика давления 21, установленного на трубопроводе 19, запорный клапан 13 закрывается и поступление топлива прекращается.If crystals of CO ₂ get into the pressure regulator 14 and the regulator 14 is out of order, the pressure in the fuel supply line to the engine rises after the pressure regulator 14, the safety valve 15 opens and the fuel begins to flow through the pipe 19 to the gas outlet 20 and is discharged into the atmosphere. The pressure will also increase in the engine itself, which can disable it. In order to exclude the negative effect of the failed pressure regulator 14 on the engine and to avoid large fuel loss by the signal of the pressure sensor 21 installed on the pipe 19, the shut-off valve 13 is closed and the flow of fuel stops.

Таким образом благодаря установке запорного клапана 13 и управляющего им датчика давления 21 исключаются возможности выхода двигателя из строя и большие потери топлива.Thus, by installing a shut-off valve 13 and a pressure sensor 21 controlling it, the possibility of engine failure and large fuel losses are eliminated.

Claims

Tank cryogenic fuel engine of a vehicle operating on liquefied natural gas, consisting of two vessels located one inside the other, insulation, located in the evacuated inter-wall space of vessels, lines for refueling the vessel and supplying fuel to the engine, safety, shutoff and control valves, characterized in that a shutoff valve is included in the fuel supply line to the engine, controlled by a signal from a pressure sensor installed behind the safety valve located on SRI fuel into the engine.