RU2528479C1 - Compressed natural gas filling station - Google Patents

Compressed natural gas filling station Download PDF

Info

Publication number
RU2528479C1
RU2528479C1 RU2013133235/06A RU2013133235A RU2528479C1 RU 2528479 C1 RU2528479 C1 RU 2528479C1 RU 2013133235/06 A RU2013133235/06 A RU 2013133235/06A RU 2013133235 A RU2013133235 A RU 2013133235A RU 2528479 C1 RU2528479 C1 RU 2528479C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
natural gas
gas
compressed natural
installation
compressed
Prior art date
Application number
RU2013133235/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Давидович Гайдт
Олег Леонидович Мишин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург"
Priority to RU2013133235/06A priority Critical patent/RU2528479C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2528479C1 publication Critical patent/RU2528479C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.
SUBSTANCE: proposed station comprises natural gas compressor, compressed natural gas accumulator, distribution columns. Note here that said compressor incorporates liquefied natural gas regasifying unit equipped with buffer vessel. Cryogenic pump can be connected with liquefied gas transportation and storage isothermal tank, said gas being compressed by adiabatic expansion in, for example, cryogenic gas expansion machine. Said regasifying unit is composed by atmospheric evaporator. Note here that said plant is mounted inside spatial frame sized to standard twenty-foot container. Said frame being equipped with appropriate means for fastening to transport facility platform.
EFFECT: lower costs, higher efficiency.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам для заправки потребителей, например автомобилей, тепловозов, топливных систем стационарных силовых и энергетических установок и т.п., компримированным природным газом (КПГ).The invention relates to means for refueling consumers, for example automobiles, diesel locomotives, fuel systems of stationary power and power plants, etc., compressed natural gas (CNG).

Известна мобильная газораздаточная станция по патенту РФ №2208198, содержащая газовоз, газобаллонную установку и газораздаточную колонку для заправки потребителя КПГ. Наиболее близкой по технической сути к предполагаемому изобретению является, на наш взгляд, газонаполнительная система для заправки баллонов транспортных средств КПГ по патенту РФ №2374554 - прототип. Указанная система включает устройство отбора природного газа (ПГ) из магистрального газопровода (МГ), компрессорную установку, аккумулятор для хранения КПГ, газораздаточные колонки. К недостаткам указанной системы следует отнести привязанность системы к МГ и высокую себестоимость заправки, на которую переносятся затраты по компримированию ПГ.Known mobile gas distribution station according to the patent of the Russian Federation No. 2208198, containing a gas carrier, gas installation and gas distribution column for refueling a CNG consumer. The closest in technical essence to the alleged invention is, in our opinion, a gas filling system for filling CNG vehicle cylinders according to RF patent No. 2374554 - a prototype. The specified system includes a device for the extraction of natural gas (GHG) from the main gas pipeline (MG), a compressor unit, an accumulator for storing CNG, gas dispensers. The disadvantages of this system include the attachment of the system to MG and the high cost of refueling, to which the costs of GHG compression are transferred.

Технической задачей является снижение себестоимости газомоторного топлива и повышение эффективности заправки потребителя КПГ.The technical task is to reduce the cost of NGV fuel and increase the efficiency of CNG consumer refueling.

Технический результат достигается тем, что в установке для заправки компримированным природным газом, включающей блок для производства компримированного природного газа, аккумулятор компримированного природного газа, газораздаточные колонки, блок для производства компримированного природного газа содержит оборудованный буферной емкостью регазификатор сжиженного природного газа, криогенный насос, выполненный с возможностью соединения с изотермическим сосудом для перевозки и/или хранения сжиженного природного газа, произведенного из отобранного из магистрального газопровода сжатого природного газа путем его адиабатного расширения в соответствующем устройстве, например в детандере, причем указанный регазификатор выполнен в виде атмосферного испарителя, при этом указанная установка размещена внутри имеющей габариты стандартного двадцатифутового контейнера пространственной рамы, оборудованной узлами для закрепления на платформе транспортного средства или на площадке для заправки.The technical result is achieved by the fact that in a compressed natural gas refueling installation including a compressed natural gas production unit, a compressed natural gas accumulator, gas dispensers, a compressed natural gas production unit comprises a liquefied natural gas regasifier equipped with a buffer tank, a cryogenic pump made with the ability to connect with an isothermal vessel for transportation and / or storage of liquefied natural gas produced o from compressed natural gas taken from the main gas pipeline by adiabatic expansion in an appropriate device, for example, in an expander, said regasifier being made in the form of an atmospheric evaporator, while the said installation is placed inside a standard twenty-foot container of a spatial frame equipped with units for fixing on the platform vehicle or on site for refueling.

В установке криогенный насос выполнен в виде плунжерного насоса высокого давления, атмосферный испаритель содержит вертикальные испарительные трубы из аустенитной стали, оребренные алюминием, буферная емкость выполнена в виде кассеты из одинаковых баллонов.In the installation, the cryogenic pump is made in the form of a high-pressure plunger pump, the atmospheric evaporator contains vertical evaporation tubes made of austenitic steel, finned with aluminum, and the buffer tank is made in the form of a cartridge of identical cylinders.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором приняты следующие обозначения: 1 - пространственная рама, 2 - атмосферный испаритель (далее - испаритель), 3 - аккумулятор КПГ, 4 - буферная емкость (далее - емкость), 5 - газораздаточные колонки (далее - колонки), 6 - криогенный насос. В конкретном исполнении элемент 2 продублирован. Узлы 7 служат для закрепления установки на транспортном средстве (мобильный вариант) или на временном фундаменте (полустационарный и стационарный варианты). Установка соединена с изотермическим сосудом 8 (далее - резервуар) для сжиженного природного газа (СПГ) при помощи рукава 9. В данном варианте резервуар 8, установлен на полуприцепе 10. Кроме того, установка включает предохранительную и запорную арматуру, систему управления и автоматики, выносной щит электропитания, пульт дистанционного управления (не показано).The invention is illustrated in the drawing, which adopted the following notation: 1 - spatial frame, 2 - atmospheric evaporator (hereinafter - the evaporator), 3 - CNG battery, 4 - buffer capacity (hereinafter - capacity), 5 - gas dispensers (hereinafter - columns) , 6 - cryogenic pump. In a specific embodiment, element 2 is duplicated. Nodes 7 serve to fix the installation on the vehicle (mobile version) or on a temporary foundation (semi-stationary and stationary versions). The installation is connected to an isothermal vessel 8 (hereinafter referred to as the reservoir) for liquefied natural gas (LNG) using a sleeve 9. In this embodiment, the reservoir 8 is mounted on a semi-trailer 10. In addition, the installation includes safety and shutoff valves, a control and automation system, remote power shield, remote control (not shown).

Установку применяют в следующем порядке. Для производства КПГ выносят щит электропитания и пульт дистанционного управления на безопасное расстояние от установки (не менее 9 м). Щит подключают к внешнему источнику электроснабжения, пульт подключают к щиту автоматики. Установку соединяют с резервуаром 8 при помощи рукава 9 и включают насос 6, который начинает нагнетать СПГ в испаритель 2. В установке использован криогенный плунжерный насос высокого давления, поршень которого окружен конической оболочкой, заполненной СПГ. При этом насос остается в постоянно захоложенном состоянии, а коническая форма позволяет оболочке эффективно отводить пары СПГ из полости всаса, благодаря чему исключается кавитация СПГ даже при наклонном положении плунжера, что позволяет использовать установку на площадках с уклоном. Испаритель содержит вертикальные трубы из аустенитной стали, оребренные алюминием, которые обеспечивают интенсивный теплообмен с окружающей атмосферой. В таком испарителе СПГ быстро подогревается и начинает бурно кипеть, превращаясь в КПГ, который направляют в баллонную рампу потребителя. После достижения установленного давления заправки, которое обычно равно 220-250 кгс/см2, подачу КПГ потребителю прекращают, а поток КПГ перенаправляется в аккумулятор 3 установки. После достижения рабочего давления аккумулятора (в данном исполнении - 250 кгс/см2) насос 6 выключают, а КПГ, полученный при испарении излишков СПГ оставшихся в испарителе 2, направляют в буферную емкость 4.The installation is used in the following order. For the production of CNG, the power supply panel and the remote control are taken out to a safe distance from the installation (at least 9 m). The shield is connected to an external power source, the remote control is connected to the automation panel. The installation is connected to the tank 8 using a sleeve 9 and the pump 6 is turned on, which starts pumping LNG into the evaporator 2. The installation uses a high pressure cryogenic plunger pump, the piston of which is surrounded by a conical shell filled with LNG. In this case, the pump remains in a constantly cold state, and the conical shape allows the shell to efficiently divert LNG vapor from the suction cavity, which eliminates LNG cavitation even when the plunger is inclined, which allows the installation to be used on sloped platforms. The evaporator contains vertical austenitic steel tubes, finned with aluminum, which provide intensive heat exchange with the surrounding atmosphere. In such an evaporator, LNG is quickly heated up and begins to boil violently, turning into CNG, which is sent to the consumer's cylinder ramp. After reaching the set refueling pressure, which is usually 220-250 kgf / cm 2 , the supply of CNG to the consumer is stopped, and the CNG flow is redirected to the battery 3 of the installation. After reaching the working pressure of the accumulator (in this version - 250 kgf / cm 2 ), the pump 6 is turned off, and the CNG obtained by evaporating the excess LNG remaining in the evaporator 2 is sent to the buffer tank 4.

Заправку потребителя КПГ осуществляют через заправочные колонки. Колонка имеет приборы учета отпускаемого потребителю КПГ и заправочный шланг со стандартным пистолетом.CNG consumer refueling is carried out through refueling columns. The column has CNG metering devices and a filling hose with a standard gun.

Вторую и последующие заправки КПГ в баллоны потребителя производят с помощью колонки через заправочный шланг и пистолет обычно в 3 этапа. Сначала в колонку подают КПГ из емкости 4. Так ее объем относительно невелик, давление в баллоне и в емкости вскоре выравнивается. На втором этапе в колонку подают КПГ из аккумулятора. При этом аккумулятор в целях повышения энергоэффективности может быть разбит на две секции или более. В этом случае при заправке из первой и промежуточных секций давление газа в баллоне потребителя достигает промежуточного значения. При заправке из крайней секции давление в баллоне потребителя достигает давления, близкого к желаемому (или допустимому) давлению заправки потребителя. Переключение секций аккумулятора осуществляется по командам автоматизированной системы правления с помощью распределительных клапанов заправочной колонки. На 3 этапе, если приборы показывают, что давление в баллонах потребителя все еще меньше необходимого заправочного, тогда газ в баллонах потребителя дожимают дополнительно, подавая в колонку КПГ непосредственно из испарителя, который благодаря связи с резервуаром с СПГ имеет весьма значительный ресурс КПГ.The second and subsequent CNG refueling in consumer cylinders is carried out using a column through a filling hose and a gun, usually in 3 stages. First, CNG is supplied to the column from the tank 4. Since its volume is relatively small, the pressure in the cylinder and in the tank will soon equalize. At the second stage, CNG is supplied to the column from the battery. At the same time, in order to increase energy efficiency, a battery can be divided into two sections or more. In this case, when filling from the first and intermediate sections, the gas pressure in the consumer cylinder reaches an intermediate value. When filling from the extreme section, the pressure in the consumer cylinder reaches a pressure close to the desired (or permissible) pressure of the consumer filling. Switching sections of the battery is carried out according to the commands of an automated control system using the control valves of the filling column. At stage 3, if the devices show that the pressure in the consumer’s cylinders is still less than the required refueling, then the gas in the consumer’s cylinders is additionally squeezed by supplying the CNG column directly from the evaporator, which, due to the connection with the LNG tank, has a very significant CNG resource.

Согласно описанной выше схеме заявителем изготовлен опытный образец установки для заправки потребителя КПГ, полученным из привозного СПГ. Испытания показали существенную экономию энергии, которая тратилась только на нагнетание малосжимаемой криогенной жидкости, какой является СПГ, до давления заправки. Как показали измерения, затраты на перекачивание СПГ почти в двадцать раз меньше затрат на компримирование эквивалентной массы ПГ при равных транспортных расходах. Таким образом, испытания подтвердили достижение технического результата с отличным экономическим эффектом. Неочевидность решения в том, что КПГ производят за счет дарового тепла окружающей атмосферы из СПГ, полученного путем адиабатного расширения ПГ, сжатого магистральной газоперекачивающей станцией (снижение себестоимости) перед подачей его в распределительные сети низкого давления.According to the scheme described above, the applicant made a prototype installation for filling CNG consumer, obtained from imported LNG. Tests showed significant energy savings, which was spent only on pumping a low-compressible cryogenic liquid, which is LNG, to the charge pressure. As the measurements showed, the cost of pumping LNG is almost twenty times less than the cost of compressing the equivalent mass of GHGs with equal transportation costs. Thus, the tests confirmed the achievement of a technical result with excellent economic effect. The non-obviousness of the solution is that CNG is produced due to the free heat of the surrounding atmosphere from LNG obtained by adiabatic expansion of the GHG compressed by the main gas pumping station (cost reduction) before it is supplied to low-pressure distribution networks.

Предлагаемая к патентованию установка имеет ряд отличий в сравнении с аналогами. Испаритель оборудован буферной емкостью, в которую сбрасывают излишки КПГ, если его давление превышает допустимое. При наличии буферной емкости предохранительный клапан в испарителе не сбрасывает в атмосферу излишки КПГ, которые используют для заправки (повышение эффективности). Вертикальное расположение труб испарителя позволяет получить наилучший теплообмен с окружающей средой даже при отсутствии ветра. Установка выполнена в виде модуля внутри пространственной рамы, соответствующей 20-футовому контейнеру, что позволяет использовать ее в разных вариантах. Установку можно агрегатировать как со стационарным резервуаром для создания стационарного комплекса (когда модуль и резервуар имеют прочную связи с землей), полустационарного заправочного комплекса (когда модуль не имеет прочной связи с грунтом и его всегда можно увезти на другую заправку), так и на полуприцепе - контейнеровозе вместе с мобильным резервуаром на автотягаче в виде передвижной автогазозаправочной станции.The installation proposed for patenting has a number of differences in comparison with analogues. The evaporator is equipped with a buffer tank into which excess CNG is discharged if its pressure exceeds the permissible value. In the presence of a buffer tank, the safety valve in the evaporator does not discharge into the atmosphere the excess CNG that is used for refueling (increased efficiency). The vertical arrangement of the pipes of the evaporator allows you to get the best heat transfer with the environment even in the absence of wind. The installation is made in the form of a module inside a spatial frame corresponding to a 20-foot container, which allows it to be used in different versions. The installation can be aggregated both with a stationary tank for creating a stationary complex (when the module and the tank have a strong connection with the ground), a semi-stationary refueling complex (when the module does not have a strong connection with the ground and it can always be taken to another gas station), or on a semi-trailer - container ship with a mobile tank on a truck in the form of a mobile gas station.

Claims (5)

1. Установка для заправки компримированным природным газом, включающая блок для производства компримированного природного газа, аккумулятор компримированного природного газа, газораздаточные колонки, отличающаяся тем, что блок для производства компримированного природного газа содержит оборудованный буферной емкостью регазификатор сжиженного природного газа, криогенный насос, выполненный с возможностью соединения с изотермическим сосудом для перевозки и/или хранения сжиженного природного газа, произведенного из отобранного из магистрального газопровода сжатого природного газа путем его адиабатного расширения в соответствующем устройстве, например в детандере, причем указанный регазификатор выполнен в виде атмосферного испарителя, при этом указанная установка размещена внутри имеющей габариты стандартного двадцатифутового контейнера пространственной рамы, оборудованной узлами для закрепления на платформе транспортного средства и/или на площадке для заправки потребителя.1. Installation for refueling compressed natural gas, comprising a unit for the production of compressed natural gas, a compressed natural gas accumulator, gas dispensers, characterized in that the unit for the production of compressed natural gas contains a liquefied natural gas regasifier equipped with a buffer tank, a cryogenic pump configured to compounds with an isothermal vessel for transporting and / or storing liquefied natural gas produced from selected from the compressed natural gas main pipeline by adiabatic expansion in a suitable device, for example, in an expander, said regasifier being made in the form of an atmospheric evaporator, said installation being placed inside a standard twenty-foot container of a spatial frame equipped with units for fixing on a vehicle platform and / or at a customer refueling site. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что криогенный насос выполнен в виде плунжерного насоса высокого давления.2. Installation according to claim 1, characterized in that the cryogenic pump is designed as a high pressure plunger pump. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что атмосферный испаритель содержит вертикальные испарительные трубы из аустенитной стали, оребренные алюминием.3. Installation according to claim 1, characterized in that the atmospheric evaporator contains vertical evaporation tubes of austenitic steel, finned with aluminum. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что буферная емкость выполнена с возможностью сброса в нее остатков газа из регазификатора.4. Installation according to claim 1, characterized in that the buffer tank is configured to discharge into it the remaining gas from the regasifier. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что буферная емкость выполнена в виде кассеты из одинаковых баллонов. 5. Installation according to claim 1, characterized in that the buffer capacity is made in the form of a cartridge of the same cylinders.
RU2013133235/06A 2013-07-16 2013-07-16 Compressed natural gas filling station RU2528479C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013133235/06A RU2528479C1 (en) 2013-07-16 2013-07-16 Compressed natural gas filling station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013133235/06A RU2528479C1 (en) 2013-07-16 2013-07-16 Compressed natural gas filling station

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2528479C1 true RU2528479C1 (en) 2014-09-20

Family

ID=51582953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013133235/06A RU2528479C1 (en) 2013-07-16 2013-07-16 Compressed natural gas filling station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2528479C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800198C1 (en) * 2022-11-25 2023-07-19 Евгений Сергеевич Солдатов Stationary system for drainless storage and gasification of liquefied natural gas

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2208198C1 (en) * 2002-09-10 2003-07-10 Мкртычан Яков Сергеевич Mobile gas filling plant
RU2374554C1 (en) * 2008-06-03 2009-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (ООО "Газпром ВНИИГАЗ") Gas accumulating compressing system for vehicle balons filling up with compresed natural gas
RU127166U1 (en) * 2012-09-13 2013-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" GAS FILLING STATION

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2208198C1 (en) * 2002-09-10 2003-07-10 Мкртычан Яков Сергеевич Mobile gas filling plant
RU2374554C1 (en) * 2008-06-03 2009-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (ООО "Газпром ВНИИГАЗ") Gas accumulating compressing system for vehicle balons filling up with compresed natural gas
RU127166U1 (en) * 2012-09-13 2013-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" GAS FILLING STATION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800198C1 (en) * 2022-11-25 2023-07-19 Евгений Сергеевич Солдатов Stationary system for drainless storage and gasification of liquefied natural gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102566242B1 (en) Method and system for dispensing liquefied gas
CN102656084B (en) An lng fuel tank system for at least one gas engine used for ship propulsion
US8978715B2 (en) Method for filling a tank with pressurized gas
KR102130703B1 (en) Liquid hydrogen fueling system including liquid hydrogen storage tank and fueling method thereof
KR20210070293A (en) Methods and equipment for storing and distributing liquid hydrogen
KR20200093571A (en) Apparatus and method for supplying liquefied natural gas
US11592143B2 (en) Method for transferring a cryogenic fluid and transfer system for implementing such a method
KR101423003B1 (en) A Treatment System of Liquefied Natural Gas
US20170219167A1 (en) Compressed and Liquified Natural Gas Storage and Dispensing System
CN110762383B (en) System for recycling liquid cargo tank evaporated gas by using tube bundle type high-pressure gas cylinder set
RU2528479C1 (en) Compressed natural gas filling station
JP5130235B2 (en) Hydrogen fuel supply method
RU127166U1 (en) GAS FILLING STATION
JP7119063B2 (en) Method and apparatus for storing liquefied gas in container and withdrawing evaporative gas from container
CN207687667U (en) A kind of differential LNG loading systems
CN207471116U (en) A kind of differential LNG filling stations loading system
KR100976599B1 (en) Fuel gas supply system of lng carrier
JP6338517B2 (en) Portable liquefied natural gas supply equipment
KR20130075155A (en) Supply module and transportation method of liquid cargo
RU2446344C1 (en) Condensed natural gas storage complex
RU2536755C1 (en) Compressed natural gas filling method
RU2451872C1 (en) Complex for long-term storage of liquefied natural gas
US9797553B2 (en) Alternative fuel filling station
RU77590U1 (en) UNIFIED TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR CARRYING OUT DRAIN-BULK OPERATIONS WITH LIQUID HYDROCARBON GASES
RU2016102545A (en) CRYOGENIC FILLING STATION - CryoAGNS