RU2736062C2

RU2736062C2 - Container method of gas consumption by vehicles engines

Info

Publication number: RU2736062C2
Application number: RU2018126564A
Authority: RU
Inventors: Людмила Алексеевна Ежевская; Надежда Сергеевна Пестрякова; Александр Николаевич Симонов
Original assignee: Людмила Алексеевна Ежевская; Надежда Сергеевна Пестрякова; Александр Николаевич Симонов
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2020-11-11
Also published as: RU2018126564A3; RU2018126564A

Abstract

FIELD: providing liquefied gas for railway, water and motor transport.SUBSTANCE: method of gas consumption by vehicles engines includes gas supply of engine from cryogenic tank-container (1) with gas, equipped with gas pressure device and connection fitting connections, by means of connection of gas line between it and regasificator located on engine or nearby it with supply of gaseous phase to engine. Gas line is disconnected and the empty cryogenic tank-container is replaced with a gas-filled tank directly at the place of gas consumption. Cryogenic tank-container (1) is moved from place of gas filling to point of gas consumption and back on standard fitting platforms of railway and/or water and/or motor transport.EFFECT: technical result consists in improvement of reliability and safety of gas consumption by vehicles engines, unification of fuel systems of various transport consumers with vehicles, simplification of infrastructure in various branches of transport, reduction of gas supply cost, as well as expansion of sphere of liquefied gas consumption.1 cl, 3 ex, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области обеспечения двигателей транспортных средств, в частности, железнодорожного, водного, автомобильного транспорта сжиженным природным газом (СПГ) и сжиженным нефтяным газом (СНГ).The invention relates to the field of providing engines of vehicles, in particular, rail, water, road transport with liquefied natural gas (LNG) and liquefied petroleum gas (LPG).

Известен способ хранения и использования СПГ в бортовых криогенных топливных системах транспортного средства путем размещения возимого запаса СПГ на борту маневрового тепловоза в криогенных баках. Заправка криогенных баков осуществляется путем перекачивания СПГ из емкости заправщика или заправочного пункта. Для подачи газа в газодизель используется регазификатор, размещенный на тепловозе между газодизелем и криогенным баком СПГ. Газ из регазификатора поступает непосредственно в газодизель. Недостатками известного способа являются:A known method of storing and using LNG in on-board cryogenic fuel systems of a vehicle by placing a transportable LNG stock on board a shunting locomotive in cryogenic tanks. Filling of cryogenic tanks is carried out by pumping LNG from a tanker or a filling station. To supply gas to the gas-diesel, a regasifier is used, which is placed on the locomotive between the gas-diesel and the cryogenic LNG tank. Gas from the regasifier goes directly to gas diesel. The disadvantages of this method are:

- ограниченные криогенными баками объемы потребления газа, что достаточно для осуществления только маневровых операций;- volumes of gas consumption limited by cryogenic tanks, which is sufficient for carrying out only shunting operations;

- неизбежные потери СПГ при перекачивании в криогенные баки из-за теплопритоков из окружающей среды.- inevitable losses of LNG during pumping into cryogenic tanks due to heat gains from the environment.

(Журнал «Транспорт на альтернативном топливе», статья «Маневровый тепловоз на сжиженном природном газе (вариант технического решения)», №6 2008 г., с. 62-65).(Journal "Transport on alternative fuel", article "Shunting diesel locomotive on liquefied natural gas (technical solution option)", No. 6 2008, pp. 62-65).

Известны интермодальные криогенные танк-контейнеры, предназначенные для транспортировки СПГ и сжиженных углеводородных газов (СУГ/СНГ) на стандартных платформах морского, автомобильного или железнодорожного транспорта. Данные криогенные контейнеры-цистерны производятся в вариантах, рассчитанных на разное давление 8, 16 или 24 атмосферы. Они поставляются в комплекте с испарителями наддува для выдачи продукта под давлением. Дополнительно могут быть оснащены транспортной насосной системой для автоматической разгрузки продукта (сайт http://dioksid.ru/catalog/kriogennoe-oboudovanie/kriogennye-tsisterny-emkosti-rezervuary/intermodalnie-emkosti).Known intermodal cryogenic tank containers designed to transport LNG and liquefied petroleum gases (LPG / LPG) on standard platforms of sea, road or rail transport. These cryogenic tank containers are produced in versions designed for different pressures of 8, 16 or 24 atmospheres. They are supplied complete with pressurized evaporators for dispensing the product under pressure. Additionally, they can be equipped with a transport pumping system for automatic unloading of the product (site http://dioksid.ru/catalog/kriogennoe-oboudovanie/kriogennye-tsisterny-emkosti-rezervuary/intermodalnie-emkosti).

Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков выбран способ блок-модульной экипировки железнодорожного локомотива, включающий сцепку железнодорожного локомотива и тендера, с криогенной цистерной постоянного базирования, размещение регазификатора на железнодорожном локомотиве, связь криогенной цистерны газопроводом через разъемное устройство с регазификатором и моторными секциями, газоснабжение которого осуществляют на экипировочном пункте путем замены тендера с порожней цистерной постоянного базирования на тендер с наполненной газом цистерной постоянного базирования, посредством отсоединения и присоединения газопровода между тендером и локомотивом.The closest analogue in terms of a set of essential features is the method of block-modular outfitting of a railway locomotive, which includes coupling a railway locomotive and a tender with a permanent-based cryogenic tank, placing a regasifier on a railway locomotive, connecting a cryogenic tank with a gas pipeline through a detachable device with a regasifier and motor sections, gas supply carried out at the outfitting point by replacing the tender with an empty permanent-base tank with a tender with a permanent-based gas-filled tank, by disconnecting and connecting the gas pipeline between the tender and the locomotive.

Признаками, совпадающими с существенными признаками заявленного технического решения, являются: заправка сжиженным газом криогенной цистерны; возможность перемещения криогенной цистерны на платформе транспортного средства по маршруту следования; размещение регазификатора на объекте потребления газа; газоснабжение путем присоединения и отсоединения газопровода криогенной цистерны и регазификатора, замена порожней криогенной цистерны на наполненную газом.Signs that coincide with the essential features of the claimed technical solution are: filling the cryogenic tank with liquefied gas; the ability to move the cryogenic tank on the vehicle platform along the route; placement of a regasifier at a gas consumption facility; gas supply by connecting and disconnecting the gas pipeline of the cryogenic tank and regasifier, replacement of an empty cryogenic tank with a filled with gas.

Недостатком данного способа является необходимость иметь специальный подвижной состав и значительное путевое развитие депо для размещения тендеров с порожними цистернами и тендеров с заполненными газом цистернами. Строительство специального подвижного состава со стационарными криогенными системами и увеличение путевого развития связано со значительными капитальными затратами, что приводит в конечном итоге к удорожанию систем обеспечения двигателей газомоторным топливом и усложнению инфраструктуры. Использование тендеров с криогенными цистернами постоянного базирования усложняет ремонт и безопасное обслуживание тендеров, влечет за собой реконструкцию зданий и сооружений на соответствие условиям пожаро-взрывобезопасности. Для выполнения технического обслуживания и текущего ремонта тендеров без предварительного слива остатков газа и инертизации (продувки азотом) цистерны потребуется доведение ремонтных помещений до соответствия классу пожароопасности А и категории взрывобезопасности В-1а. Кроме того, этот способ не применим для обеспечения газом двигателей судов водного и автомобильного транспорта (Патент на изобретение RU №2424928 СПОСОБ БЛОК-МОДУЛЬНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ, ЭКИПИРОВКИ И ПОТРЕБЛЕНИЯ ГАЗА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМИ ЛОКОМОТИВАМИ, заявка №2009142173, дата подачи заявки 16.11.2009, МПК В61С 5/00, В61С 8/00).The disadvantage of this method is the need to have a special rolling stock and significant track development of the depot for the placement of tenders with empty tanks and tenders with gas-filled tanks. The construction of special rolling stock with stationary cryogenic systems and an increase in track development are associated with significant capital costs, which ultimately leads to an increase in the cost of systems for supplying engines with gas engine fuel and a complication of infrastructure. The use of tenders with permanent-based cryogenic tanks complicates the repair and safe maintenance of tenders, entails the reconstruction of buildings and structures for compliance with fire and explosion safety conditions. To perform maintenance and routine repair of tenders without preliminary draining of gas residues and inerting (nitrogen purging) of the tank, it will be necessary to bring the repair facilities to comply with fire hazard class A and explosion safety category B-1a. In addition, this method is not applicable for providing gas to engines of ships in water and road transport (Patent for invention RU No. 2424928 METHOD OF BLOCK-MODULAR TRANSPORTATION, EQUIPMENT AND CONSUMPTION OF GAS BY RAILWAY LOCOMOTIVES, application No. 2009142.1161, application No. / 00, В61С 8/00).

Технической проблемой решаемой данным изобретением является создание способа, позволяющего оптимизировать процесс потребления газа двигателями железнодорожного, водного, автомобильного транспорта.The technical problem solved by this invention is the creation of a method that allows you to optimize the process of gas consumption by engines of railway, water, motor transport.

Технический результат заключается в увеличении надежности и безопасности потребления газа двигателями транспортных средств, унификации топливных систем различных транспортных потребителей с транспортными средствами, упрощении инфраструктуры в различных отраслях транспорта, снижении стоимости газообеспечения, а также расширении сферы потребления сжиженного газа.The technical result consists in increasing the reliability and safety of gas consumption by vehicle engines, unifying the fuel systems of various transport consumers with vehicles, simplifying the infrastructure in various transport sectors, reducing the cost of gas supply, and expanding the sphere of consumption of liquefied gas.

Указанный результат достигается за счет того, что в контейнерном способе потребления газа двигателями транспортных средств, включающем газоснабжение транспортного средства из криогенной цистерны с газом, установленной на платформе с возможностью ее перемещения, посредством соединения газопровода между криогенной цистерной и регазификатором, регазификации и подачи газообразной фазы в двигатель с дальнейшим разъединением газопровода и заменой порожней криогенной цистерны на наполненную газом, заправляют газом криогенный танк-контейнер, снабженный устройством выдачи газа под давлением и стыковочными фитинговыми соединениями, перемещают криогенный танк-контейнер от места заправки газом до места потребления газа на штатных фитинговых платформах железнодорожного и/или водного и/или автомобильного транспорта, далее устанавливают его и присоединяют газопровод криогенного танк-контейнера к газопроводу регазификатора, порожний криогенный танк-контейнер заменяют на наполненный газом непосредственно в месте его потребления, а порожние криогенные танк-контейнеры возвращают к месту их заправки газом на штатных фитинговых платформах железнодорожного и/или водного и/или автомобильного транспорта. Криогенный танк-контейнер может быть оснащен испарителем наддува или погружным криогенным насосом.This result is achieved due to the fact that in the container method of gas consumption by vehicle engines, including gas supply to the vehicle from a cryogenic gas tank installed on a platform with the possibility of moving it, by connecting the gas pipeline between the cryogenic tank and the regasifier, regasification and supplying the gaseous phase to the engine with further disconnection of the gas pipeline and replacement of the empty cryogenic tank with a filled with gas, the cryogenic tank-container is filled with gas, equipped with a device for dispensing gas under pressure and docking fittings, the cryogenic tank-container is moved from the place of filling with gas to the place of gas consumption on standard fitting platforms of the railway and / or water and / or road transport, then install it and connect the gas pipeline of the cryogenic tank-container to the gas pipeline of the regasifier, the empty cryogenic tank-container is replaced with a gas-filled one directly but at the place of its consumption, and empty cryogenic tank-containers are returned to the place of their filling with gas on standard fitting platforms of railway and / or water and / or road transport. The cryogenic tank container can be equipped with a pressurized evaporator or a submersible cryogenic pump.

Отличительными признаками заявленного технического решения являются: в качестве криогенной цистерны используют криогенный танк-контейнер, снабженный устройством выдачи газа под давлением (испарителем наддува или погружным криогенным насосом) и стыковочными фитинговыми соединениями, перемещают криогенный танк-контейнер от места заправки газом до места потребления газа на штатных фитинговых платформах железнодорожного и/или водного и/или автомобильного транспорта, устанавливают его и присоединяют газопровод криогенного танк-контейнера к газопроводу регазификатора, порожний криогенный танк-контейнер заменяют на наполненный газом непосредственно в месте его потребления, а порожние криогенные танк-контейнеры возвращают к месту их заправки газом на штатных фитинговых платформах железнодорожного и/или водного и/или автомобильного транспорта. Криогенный танк-контейнер может быть оснащен испарителем наддува или погружным криогенным насосом.Distinctive features of the claimed technical solution are: a cryogenic tank container equipped with a pressurized gas discharge device (pressurized evaporator or submersible cryogenic pump) and docking fittings is used as a cryogenic tank, the cryogenic tank container is moved from the gas filling point to the gas consumption point to standard fitting platforms of railway and / or water and / or road transport, install it and connect the gas pipeline of the cryogenic tank-container to the gas pipeline of the regasifier, replace the empty cryogenic tank-container with a gas-filled one directly at the point of its consumption, and return empty cryogenic tank-containers to the place of their filling with gas on standard fitting platforms of railway and / or water and / or road transport. The cryogenic tank container can be equipped with a pressurized evaporator or a submersible cryogenic pump.

Суть предлагаемого способа состоит в том, что в состав газотопливной системы транспортных средств включаются сертифицированные серийно выпускаемые 20 футовые и в отдельных случаях (для газотурбовозов и магистральных тепловозов с большим потреблением газа) 40 футовые интермодальные криогенные танк-контейнеры заполненные сжиженным газом, которые могут доставляться до места потребления газа, как железнодорожным, водным, так и автомобильным транспортом. Они устанавливаются и доставляются на стандартных железнодорожных, автомобильных платформах, либо на площадках судов, оснащенных быстростыковочными фитингами по ГОСТ 20527-82, которые используются в штатном исполнении, предназначенном для перевозки различных грузов. Отпадает необходимость иметь специальный подвижной состав и значительное путевое развитие для размещения тендеров с порожними цистернами и тендеров с заполненными цистернами, что упрощает и удешевляет систему обеспечения двигателей транспортных средств газомоторным топливом. Криогенные танк-контейнеры, в зависимости от условий потребления газа, могут быть сняты со штатной транспортной платформы и складированы на площадке складирования для последующей постановки на штатные железнодорожные платформы и/или автомобильные и/или платформы морских /речных судов, оснащенные фитинговыми упорами. Заполненные криогенные танк-контейнеры, а затем и порожние танк-контейнеры могут быть доставлены к месту назначения несколькими видами транспорта. При использовании водного транспорта криогенные танк-контейнеры могут включаться в газотопливную систему судовых двигателей, а также транспортироваться далее к порту назначения для других потребителей (транспортным или предназначенным для объектов народного хозяйства, например, дизель-генераторных электростанций, газовых котельных). В процессе складирования, а также транспортирования водным транспортом допускается штабелирование танк-контейнеров для более компактного их размещения. Отсоединенный от штатной платформы после транспортирования криогенный танк-контейнер размещается на месте потребления газа, например, платформах локомотива, автомобиля или палубе судна, оснащенных стыковочными фитинговыми соединениями с целью предотвращения смещения танк-контейнеров. Криогенный танк-контейнер присоединяется посредством гибкого газопровода с быстроразъемным устройством с регазификатором, расположенным вне площадки криогенного танк-кон геймера, в частности, на двигателе транспортного средства или вблизи него. Такое размещение позволяет сократить коммуникации, подводящие газообразную фазу к двигателю и воду из системы охлаждения двигателя. Газоснабжение двигателя транспортного средства осуществляется непосредственно из криогенного танк-контейнера, оснащенного устройством выдачи сжиженного газа под давлением, например, испарителем наддува для выдачи СПГ или погружным криогенным насосом для выдачи СНГ. Подают сжиженный газ по газопроводу из криогенного танк-контейнера в регазификатор и далее по газопроводу в двигатель. Надежное и безопасное потребление газа двигателями транспортных средств обеспечивается системами безопасности танк-контейнера, контроля состояния сжиженного газа и танк контейнера. В случае аварийной ситуации, использование танк-контейнера в качестве внешнего топливного бака, значительно снижает риск повреждения силовой установки транспортного средства. Защита обеспечивается устройством, предотвращающим дальнейшую подачу газа. Прочная конструкция внешней обвязки танк-контейнера дает не только удобство при погрузке-разгрузке и складировании танк-контейнеров, но и сохраняет, защищает криогенные емкости от повреждений. Заменяются порожние криогенные танк - контейнеры на наполненные газом непосредственно на месте потребления газа, которые доставляются, либо с завода по ожижению газа либо с площадки предварительного складирования, либо перемещаются данным транспортным средством. Порожние танк-контейнеры собираются и транспортируются обратно на завод по ожижению газа с использованием оптимальных логистических схем на штатных железнодорожных платформах и/или автомобильных и/или палубах морских /речных судов, оснащенных фитинговыми упорами. Образуется замкнутый цикл потребления сжиженного газа. Заявленный способ позволяет расширить сферу потребления сжиженного газа за счет унификации элементов топливных систем потребителей с криогенными танк-контейнерами.The essence of the proposed method is that the composition of the gas-fuel system of vehicles includes certified serially produced 20-foot and in some cases (for gas turbine and mainline diesel locomotives with high gas consumption) 40-foot intermodal cryogenic tank containers filled with liquefied gas, which can be delivered to places of gas consumption, both by rail, water, and by road. They are installed and delivered on standard railway, automobile platforms, or at the sites of ships equipped with quick-fit fittings in accordance with GOST 20527-82, which are used in the standard version for the transportation of various goods. There is no need to have a special rolling stock and significant track development for the placement of tenders with empty tanks and tenders with filled tanks, which simplifies and reduces the cost of the system of supplying vehicle engines with gas engine fuel. Cryogenic tank containers, depending on the conditions of gas consumption, can be removed from the standard transport platform and stored at the storage site for subsequent loading on standard railway platforms and / or automobile and / or sea / river vessels equipped with fitting stops. Filled cryogenic tank containers and then empty tank containers can be delivered to their destination by several means of transport. When using water transport, cryogenic tank containers can be included in the gas-fuel system of ship engines, as well as transported further to the port of destination for other consumers (transport or intended for objects of the national economy, for example, diesel generator power plants, gas boiler houses). In the process of storage, as well as transportation by water transport, the stacking of tank containers is allowed for their more compact placement. The cryogenic tank container, detached from the standard platform after transportation, is placed at the place of gas consumption, for example, on the platforms of a locomotive, a car or the deck of a ship, equipped with docking fittings in order to prevent displacement of tank containers. The cryogenic tank-container is connected by means of a flexible gas pipeline with a quick-disconnect device with a regasifier located outside the platform of the cryogenic tank-con of the gamer, in particular, on or near the vehicle engine. This arrangement allows to reduce communications supplying the gaseous phase to the engine and water from the engine cooling system. Gas is supplied to the vehicle engine directly from a cryogenic tank container equipped with a pressurized liquefied gas dispenser, for example, a pressurized evaporator for dispensing LNG or a submersible cryogenic pump for dispensing LPG. Liquefied gas is fed through a gas pipeline from a cryogenic tank container to a regasifier and then through a gas pipeline to an engine. Reliable and safe consumption of gas by vehicle engines is ensured by the security systems of the tank container, monitoring the state of liquefied gas and the tank container. In the event of an emergency, the use of a tank container as an external fuel tank significantly reduces the risk of damage to the vehicle's power plant. Protection is provided by a device that prevents further gas flow. The robust design of the external strapping of the tank container provides not only convenience during loading and unloading and storage of tank containers, but also preserves and protects cryogenic containers from damage. Empty cryogenic tanks are replaced with gas-filled containers directly at the place of gas consumption, which are delivered either from a gas liquefaction plant or from a pre-storage area, or are transported by this vehicle. Empty tank containers are collected and transported back to the gas liquefaction plant using optimal logistic schemes on standard railway platforms and / or road and / or decks of sea / river vessels equipped with fitting stops. A closed cycle of liquefied gas consumption is formed. The claimed method makes it possible to expand the scope of consumption of liquefied gas due to the unification of the elements of the fuel systems of consumers with cryogenic tank containers.

Способ поясняется следующими схемами:The method is illustrated by the following diagrams:

Фиг. 1 Схема потребления газа из криогенного танк-контейнера двигателями транспортных средств, где: 1 криогенный танк-контейнер, 2 испаритель наддува, 3 фитинговые упоры штатной платформы, 4 штатная платформа для перемещения криогенного танк-контейнера, 5 газопровод криогенного танк-контейнера, 6 разъемное соединение газопровода, 7 газопровод регазификатора, 8 регазификатор, 9 газопровод для подачи газообразной фазы в двигатель, 10 двигатель объекта потребления газа, 11 погружной криогенный насос, 12 заправочная горловина танк-контейнера, 13 скоростной клапан защиты от утечек, 14 контур охлаждения водой двигателя.FIG. 1 Diagram of gas consumption from a cryogenic tank container by vehicle engines, where: 1 cryogenic tank container, 2 pressurization evaporator, 3 fitting stops of a standard platform, 4 standard platform for moving a cryogenic tank container, 5 gas pipeline of a cryogenic tank container, 6 detachable gas pipeline connection, 7 regasifier gas pipeline, 8 regasifier, 9 gas pipeline for supplying the gaseous phase to the engine, 10 engine of the gas consumption object, 11 submersible cryogenic pump, 12 tank container filler neck, 13 high-speed leakage protection valve, 14 engine water cooling circuit.

Фиг. 2 Схема транспортирования криогенных танк-контейнеров от места заправки газом до места потребления газа, где: 15 завод по ожижению газа; 16 танк - контейнер на железнодорожной платформе, 17 железнодорожная станция; 18 площадка складирования танк-контейнеров, 19 потребитель таза (локомотив), 20 порт отправки, 21 танк-контейнер на платформе водного транспорта, 22 порт назначения, 23 танк-контейнер па автомобильной платформе, 24 истребитель газа.FIG. 2 Scheme of transportation of cryogenic tank containers from the place of filling with gas to the place of gas consumption, where: 15 gas liquefaction plant; 16 tank - container on a railway platform, 17 railway station; 18 tank container storage area, 19 can consumer (locomotive), 20 port of dispatch, 21 tank container on the platform of water transport, 22 port of destination, 23 tank container on a car platform, 24 gas fighter.

Характерным примером унифицированного обеспечения газом транспортных двигателей может быть Якутский регион, где для доставки грузов широко используются три вида транспорта: железнодорожный, речной и автомобильный. Завод по производству сжиженного природного газа в п. Нижний Бестях может закрыть потребность транспортных и стационарных установок региона, используя принцип интермодальности перевозок и унифицированности потребления газа.A typical example of a unified supply of gas to transport engines can be the Yakutsk region, where three types of transport are widely used for the delivery of goods: rail, river and road. The plant for the production of liquefied natural gas in the settlement of Nizhny Bestyakh can cover the need for transport and stationary installations in the region, using the principle of intermodality of transportation and uniformity of gas consumption.

Пример 1. Контейнерный способ потребления газа двигателем газового локомотива. Природный газ, прошедший ожижение на заводе 15, отгружается в серийно выпускаемый криогенный танк-контейнер 1, оснащенный испарителем наддува 2, а также фитингами 3 по ГОСТ 20527-82. Криогенный танк-контейнер доставляют до железнодорожной станции 17, оснащенной подъемным краном, различными возможными по маршруту следования видами унифицированного транспорта, предназначенного для перевозки контейнеров, на их платформах 4, оснащенных фитингами. Для питания мощного магистрального газотепловоза используют 40-футовый танк-контейнер, перевозящий 21,5 т СПГ, который переустанавливают с помощью 50 тонного крана на типовую железнодорожную платформу, прицепляемую к локомотиву между секциями, либо в конце. Наиболее употребимыми являются 20 футовые танк-контейнеры, перевозящие 9,9 т СПГ. При этом для перегрузки достаточно использовать 20 тонный кран. Для питания мощных магистральных газовых локомотивов потребуется два 20 футовых танк-контейнеров. Возможно накопление криогенных танк-контейнеров на площадке складирования 18 для дальнейшего их использования. Заполненный криогенный танк-контейнер устанавливают на штатной железнодорожной платформе 16, оснащенной фитингами, предназначенной для сцепления с газовым локомотивом и закрепляют на ней. Танк-контейнер соединяют газопроводом 5 быстроразъемным соединением 6 с гибким газопроводом 7 регазификатора 8, установленного в машинном отсеке секции локомотива. Питание газотопливной системы двигателя 10 локомотива осуществляется непосредственно из криогенного танк-контейнера. Под давлением 0,55 МП а, создаваемым испарителем наддува, либо погружным криогенным насосом 11 выдается жидкая фаза СПГ к регазификатору. После регазификации посредством газопровода 9 газообразная фаза подается в двигатель локомотива, обеспечивая его работу по маршруту следования. По мере использования СПГ, в месте, оборудованном подъемным краном, порожний танк-контейнер отсоединяют от гибкого газопровода регазификатора 8 локомотива, снимают с железнодорожной платформы и переустанавливают на другую штатную железнодорожную или автомобильную фитинговую платформу и возвращают на завод по производству СПГ. На платформу газового локомотива устанавливают заполненный криогенный танк-контейнер либо с площадки складирования, либо доставляют на штатной платформе другого транспортного средства, либо, в случае перевозки газовым локомотивом танк-контейнеров с СПГ, снимают с платформы заполненный и переустанавливают на место порожнего.Example 1. Containerized method of gas consumption by a gas locomotive engine. Natural gas liquefied at plant 15 is loaded into a commercially available cryogenic tank container 1, equipped with a pressurization evaporator 2 and fittings 3 in accordance with GOST 20527-82. The cryogenic tank-container is delivered to the railway station 17, equipped with a crane, various types of unified transport possible along the route, designed for transporting containers, on their platforms 4 equipped with fittings. A 40-foot tank container carrying 21.5 tons of LNG is used to power a powerful mainline gas locomotive, which is re-installed using a 50-ton crane on a standard railway platform attached to the locomotive between sections or at the end. The most commonly used are 20 'tank containers carrying 9.9 tons of LNG. In this case, it is enough to use a 20 ton crane for reloading. To power the powerful main gas locomotives, two 20-foot tank containers are required. It is possible to accumulate cryogenic tank containers at the storage area 18 for their further use. The filled cryogenic tank-container is installed on a standard railway platform 16 equipped with fittings designed to be coupled to a gas locomotive and fixed on it. The tank-container is connected by a gas pipeline 5 by a quick-disconnect connection 6 with a flexible gas pipeline 7 of a regasifier 8 installed in the engine compartment of the locomotive section. Power supply of the gas-fuel system of the engine 10 of the locomotive is carried out directly from the cryogenic tank container. Under a pressure of 0.55 MPa, created by a pressurization evaporator, or a submersible cryogenic pump 11, the liquid phase of LNG is delivered to the regasifier. After regasification by means of gas pipeline 9, the gaseous phase is supplied to the locomotive engine, ensuring its operation along the route. As LNG is used, in a place equipped with a crane, the empty tank container is disconnected from the flexible gas pipeline of the locomotive regasifier 8, removed from the railway platform and reinstalled on another standard railway or automotive fitting platform and returned to the LNG plant. A filled cryogenic tank container is installed on the platform of the gas locomotive either from the storage area, or delivered on a standard platform of another vehicle, or, in the case of transportation by the gas locomotive of tank containers with LNG, the filled one is removed from the platform and reinstalled to the empty place.

Пример 2. Контейнерный способ потребления газа двигателем водного судна. Природный газ, прошедший ожижение на заводе 15 по производству СПГ, например, п. Нижний Бестях (Якутия) отгружается в криогенный танк-контейнер 1, оснащенный испарителем наддува 2 или криогенным погружным насосом 11 и быстростыковочными фитингами 3 по ГОСТ 20527-82. Танк-контейнеры доставляются на штатных платформах 4 железнодорожного транспорта 16 в порт отправки 20, где с помощью подъемного крана перегружаются на водный транспорт, например, самоходную баржу 21 для доставки по реке через порт назначения 22 конечным потребителям 24 (например, газовым локомотивам, не имеющим непосредственной связи по железной дороге с заводом по производству СПГ или объектам народного хозяйства). Танк-контейнеры могут размещаться на палубе судна методом штабелирования. На палубе самоходной баржи для установки и крепления танк-контейнеров имеются фитинговые упоры, предназначенные для соединения с фитингами танк-контейнеров. Один или несколько танк-контейнеров (в зависимости от дальности перевозки) размещается на фитинговых упорах вблизи машинного отделения судна. Предпочтительным, для транспортирования водным транспортом, является использование 20 футовых танк-контейнеров, имеющих рабочий запас СПГ 9,9 т. Регазификатор 8 устанавливают вблизи двигателя судна, так как регазификация осуществляется в теплообменнике за счет тепла охлаждающей воды 14 двигателя 10. Танк-контейнер соединяют газопроводом 5 быстроразъемным соединением 6 с гибким газопроводом 7 регазификатора. Питание газотопливной системы двигателя судна осуществляется непосредственно из танк-контейнера. Из танк-контейнера под давлением 0,55 МПа, создаваемым испарителем наддува, либо погружным криогенным насосом 11 выдается жидкая фаза СПГ под давлением к регазификатору. После регазификации газообразная фаза по газопроводу 9 подается в двигатель судна, обеспечивая его работу по маршруту следования. При мощности двигателя самоходной баржи 275 кВт за время в пути от 5 до 7 суток на расстояние 1712 км (п. Тикси, Якутия) судовая установка с питанием по газодизельному циклу использует 2 т запального дизельного топлива и 9 т СПГ (один 20-футовый контейнер) при движении в одну сторону. В порту назначения 22 заполненные транспортируемые танк-контейнеры снимаются подъемным краном и продолжают путь следования далее другими видами железнодорожного или автомобильного транспорта 23 до конечных потребителей 24, а на их место краном устанавливаются порожние танк-контейнеры, предназначенные для возврата на завод по ожижению газа. При возвращении судна в порт отправки порожние танк-контейнеры краном переустанавливаются на штатную железнодорожную или автомобильную фитинговую платформу и возвращаются на завод для их последующей заправки.Example 2. Containerized method of gas consumption by a watercraft engine. Natural gas liquefied at plant 15 for the production of LNG, for example, in Nizhny Bestyakh (Yakutia) is loaded into a cryogenic tank container 1 equipped with a pressurization evaporator 2 or a cryogenic submersible pump 11 and quick couplers 3 in accordance with GOST 20527-82. Tank containers are delivered on standard platforms 4 of railway transport 16 to the port of departure 20, where, using a crane, they are reloaded onto water transport, for example, a self-propelled barge 21 for delivery by river through the port of destination 22 to end consumers 24 (for example, gas locomotives that do not have direct communication by rail with an LNG plant or national economy facilities). Tank containers can be placed on the deck of the ship by stacking. On the deck of a self-propelled barge for the installation and fastening of tank containers, there are fitting stops designed to connect with the fittings of tank containers. One or more tank containers (depending on the distance of transportation) are placed on fitting stops near the engine room of the vessel. Preferred for transportation by water transport is the use of 20-foot tank containers with a working LNG stock of 9.9 tons. The regasifier 8 is installed near the ship's engine, since regasification is carried out in a heat exchanger due to the heat of the cooling water 14 of the engine 10. The tank container is connected gas pipeline 5 quick-disconnect connection 6 with flexible gas pipeline 7 of the regasifier. The gas-fuel system of the ship's engine is powered directly from the tank container. From a tank container under a pressure of 0.55 MPa, created by a pressurization evaporator or a submersible cryogenic pump 11, the liquid phase of LNG is delivered under pressure to the regasifier. After regasification, the gaseous phase is fed through the gas pipeline 9 to the ship's engine, ensuring its operation along the route. With an engine power of a self-propelled barge of 275 kW for a travel time of 5 to 7 days at a distance of 1712 km (Tiksi, Yakutia), a ship-based installation powered by a gas-diesel cycle uses 2 tons of pilot diesel fuel and 9 tons of LNG (one 20-foot container ) when moving in one direction. At the port of destination 22, the filled transportable tank containers are removed by a crane and continue the route further by other types of railway or road transport 23 to end consumers 24, and empty tank containers are installed by crane in their place, intended for return to the gas liquefaction plant. When the vessel returns to the port of departure, the empty tank containers are re-installed by crane on a standard rail or automobile fitting platform and returned to the plant for their subsequent refueling.

Пример 3. Контейнерный способ потребления газа двигателем большегрузного автомобиля (автопоезда), перевозящего криогенные танк-контейнеры с газом. Для дальних по расстоянию перевозок сжиженного газа организуются автопоезда, в составе которых присутствует платформа для питания двигателя автомобиля и прицепные платформы для перевозки груза. В процессе транспортирования СПГ до площадки складирования 18 или конечного потребителя 24 возможна организация питания двигателя автомобиля из доставляемого к месту назначения, например, в п. Чагда (Якутия) криогенного танк-контейнера. Природный газ, прошедший ожижение на заводе 15, например, в п. Нижний Бестях (Якутия) отгружается в криогенный танк-контейнер 1, оснащенный испарителем наддува 2 или погружным криогенным насосом 11 и быстростыковочными фитингами 3 по ГОСТ 20527-82. Криогенный танк-контейнер устанавливается на платформе большегрузного автомобиля 4, например, с мощностью 173 кВт, который ведет автопоезд в 80 т, оснащенной фитингами. Система по контролю уровня газа криогенного танк-контейнера (не показана) позволяет определить израсходованное на транспортировку до места назначения количество газа. По газодизельному циклу использования такой автомобиль израсходует в одном направлении на собственные нужды примерно 1,5 т СПГ и 0,38 т дизельного топлива. При этом он обеспечит потребителей поселка, имеющих примерный суточный расход газа 0,6 т, сроком на один месяц. Для питания автомобиля криогенный танк-контейнер соединяют газопроводом 5 быстроразъемным соединением 6 с гибким газопроводом 7 регазификатора 8, установленного на шасси автомобиля. Из криогенного танк-контейнера под давлением 0,55 МПа, создаваемым испарителем наддува, либо погружным криогенным насосом, выдается жидкая фаза СПГ к регазификатору. Регазификатор, в виде теплообменника, обеспечивает превращение жидкой фракции газа в газообразную за счет тепла охлаждающей воды 14 двигателя 10. После регазификации газообразная фаза по газопроводу 9 подается в двигатель автомобиля, обеспечивая его работу при его перемещении по маршруту следования. Затем танк-контейнер с рамы автомобиля снимается подъемным краном и переустанавливается площадку конечного потребителя газа или штатную фитинговую железнодорожную платформу или палубу водного транспорта для дальнейшей транспортировки газа конечному потребителю.Example 3. Containerized method of gas consumption by the engine of a heavy-duty vehicle (road train) transporting cryogenic tank containers with gas. For long-distance transportation of liquefied gas, road trains are organized, which include a platform for powering a car engine and trailer platforms for transporting cargo. In the process of transporting LNG to the storage area 18 or the end consumer 24, it is possible to supply the vehicle engine from the cryogenic tank container delivered to the destination, for example, in the village of Chagda (Yakutia). Natural gas liquefied at plant 15, for example, in Nizhny Bestyakh (Yakutia), is loaded into a cryogenic tank container 1 equipped with a pressurization evaporator 2 or a submersible cryogenic pump 11 and quick couplers 3 in accordance with GOST 20527-82. A cryogenic tank container is installed on the platform of a heavy-duty vehicle 4, for example, with a capacity of 173 kW, which drives a road train of 80 tons, equipped with fittings. The system for monitoring the gas level of a cryogenic tank container (not shown) allows you to determine the amount of gas consumed for transportation to the destination. For the gas-diesel cycle of use, such a vehicle will consume about 1.5 tons of LNG and 0.38 tons of diesel fuel in one direction for its own needs. At the same time, it will provide consumers of the village with an approximate daily gas consumption of 0.6 tons for a period of one month. To power the vehicle, a cryogenic tank-container is connected by a gas pipeline 5 by a quick-disconnect connection 6 to a flexible gas pipeline 7 of a regasifier 8 installed on the chassis of the vehicle. From a cryogenic tank container under a pressure of 0.55 MPa created by a pressurization evaporator or a submersible cryogenic pump, the liquid phase of LNG is discharged to the regasifier. The regasifier, in the form of a heat exchanger, ensures the transformation of the liquid fraction of the gas into gaseous due to the heat of the cooling water 14 of the engine 10. After regasification, the gaseous phase is fed through the gas pipeline 9 to the engine of the car, ensuring its operation when it moves along the route. Then the tank container is removed from the vehicle frame by a crane and the platform of the end consumer of gas or a standard fitting railway platform or deck of water transport is reinstalled for further transportation of gas to the end consumer.

Claims

A method of gas consumption by engines of railway locomotives, including gas supply of a railway locomotive from a cryogenic container with gas, equipped with a gas delivery device under pressure, installed on a platform attached to a railway locomotive, by connecting a cryogenic container with a railway locomotive regasifier with a gas pipeline and supplying a gaseous phase to its engine with further disconnecting the gas pipeline and replacing the empty cryogenic tank with a gas filled one, characterized in that the gas supply of the railway locomotive is carried out from a removable cryogenic tank container installed on a standard railway platform, replacing the empty cryogenic tank container on the route of a railway locomotive by removing it from a standard railway platform using a crane with subsequent installation of a filled cryogenic tank container on a standard railway platform.