RU69966U1

RU69966U1 - TANK CRYOGENIC FUEL VEHICLE ENGINE

Info

Publication number: RU69966U1
Application number: RU2007125834/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Вениаминович Брагин; Наталья Михайловна Еремина; Юрий Васильевич Колгушкин; Олег Максимович Попов; Вадим Николаевич Удут
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "ГЕЛИЙМАШ" (ОАО "НПО "ГЕЛИЙМАШ")
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2008-01-10

Abstract

В предлагаемом криогенном топливном баке двигателя транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе (СПГ), состоящем из двух сосудов один внутри другого; внутренний сосуд снаружи обмотан изоляцией, а межстенное пространство между сосудами отвакуумировано, системы заправки и подачи топлива к двигателю транспортного средства, включающей указатель уровня СПГ, испаритель наддува и арматуру, система заправки соединена трубопроводом с линией подачи топлива во внутренний сосуд и линией подачи жидкости на вход в теплообменник-испаритель топлива (регазификатор), которая через регулятор давления соединена с трубопроводом подачи газовой фазы из внутреннего сосуда бака. Благодаря тому, что на теплообменник-испаритель жидкость поступает непосредственно из бака, содержащиеся в СПГ примеси не влияют на работу арматуры, так как на скоростной клапан и вентиль топливо поступает в газообразном состоянии, и примеси, такие как твердый СО₂, пентаны, изобутаны и другие присутствуют в нем тоже в газообразном состоянии. Поэтому накапливающиеся в баке примеси не мешают работе двигателя, а уходят с отбираемой из внутреннего сосуда 4 жидкостью, испаряются и сгорают в двигателе. Илл. Фиг.1.In the proposed cryogenic fuel tank of an engine of a vehicle operating on liquefied natural gas (LNG), consisting of two vessels, one inside the other; the inner vessel is insulated outside, and the inter-space between the vessels is evacuated, the fueling system and the fuel supply to the vehicle engine, including the LNG level indicator, the boost evaporator and valves, the fueling system is connected by a pipeline to the fuel supply line to the inner vessel and the liquid supply line to a heat exchanger-fuel evaporator (regasifier), which is connected through a pressure regulator to the pipeline for supplying the gas phase from the inner vessel of the tank. Due to the fact that the liquid enters the heat exchanger-evaporator directly from the tank, the impurities contained in the LNG do not affect the operation of the valves, since the fuel enters the high-speed valve and valve in a gaseous state, and impurities such as solid CO ₂ , pentanes, isobutane and others are also present in it in a gaseous state. Therefore, the impurities accumulating in the tank do not interfere with the operation of the engine, but leave with the liquid taken from the inner vessel 4, evaporate and burn out in the engine. Fig. Figure 1.

Description

При использовании СПГ в качестве моторного топлива возможно накапливание тяжелых углеводородов в нижней части бака и при заливке новых порций СПГ может привести к их загустеванию и кристаллизации некоторых составляющих, когда состав СПГ изменяется в сторону обогащения высококипящими компонентами.When using LNG as a motor fuel, it is possible to accumulate heavy hydrocarbons in the lower part of the tank, and when new portions of LNG are poured, they can thicken and crystallize some components when the LNG composition changes towards enrichment with high boiling components.

В транспортных баках, которые часто заправляются, идет дополнительное накапливание тяжелых углеводородов за счет оставшегося в баке топлива.In transport tanks, which are often refueling, there is an additional accumulation of heavy hydrocarbons due to the fuel remaining in the tank.

Известен бак криогенный топливный транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе (СПГ) /(см. P/N 3835849 Rev А 4/99)/, состоящий из криогенного бака, представляющего собой два сосуда один внутри другого; внутренний сосуд снаружи обмотан изоляцией, а межстенное пространство между сосудами отвакуумировано, и системы заправки и подачи топлива к двигателю транспортного средства, включающей указатель уровня СПГ, испаритель наддува и арматуру.Known tank cryogenic fuel vehicle operating on liquefied natural gas (LNG) / (see P / N 3835849 Rev A 4/99) /, consisting of a cryogenic tank, which is two vessels one inside the other; the inner vessel is wrapped with insulation from the outside, and the inter-wall space between the vessels is evacuated, and the system for refueling and supplying fuel to the vehicle engine includes an LNG level indicator, a boost evaporator and valves.

К недостатку этого топливного бака следует отнести возможность накапливания тяжелых углеводородов, приводящих к забивке трубопроводов и арматуры.The disadvantage of this fuel tank is the possibility of accumulation of heavy hydrocarbons, leading to clogging of pipelines and fittings.

Известен также бак криогенный топливный двигателя транспортного средства (см. патент на полезную модель №0039675 от 05.06.2001 г.), A tank of a cryogenic fuel engine of a vehicle is also known (see utility model patent No. 0039675 of June 5, 2001),

состоящий из криогенного бака, представляющего собой два сосуда один внутри другого, межстенное пространство между которыми отвакуумировано, системы заправки и подачи топлива к двигателю транспортного средства, включающей указатель уровня СПГ, испаритель наддува и арматуру, причем на патрубок отбора жидкости на испаритель наддува, находящийся внутри сосуда установлен подогреватель.consisting of a cryogenic tank, which consists of two vessels one inside the other, the interwall space between which is evacuated, a fueling and fuel supply system to the vehicle engine, including an LNG level indicator, a boost evaporator and fittings, moreover, to the liquid intake pipe to the boost evaporator located inside vessel mounted heater.

Недостатком этого технического решения является то, что идет лишь частичное исключение засорения на линии поддува, а основная линия подачи топлива в двигатель и ее клапана засоряются твердой СО₂ в виде кристаллов и другими примесями высококипящих газов.The disadvantage of this technical solution is that there is only a partial exclusion of clogging on the blowing line, and the main line for supplying fuel to the engine and its valves are clogged with solid CO ₂ in the form of crystals and other impurities of high boiling gases.

Целью предлагаемого изобретения является устранение влияния тяжелых фракций и других примесей на работу арматуры при подаче топлива в двигатель и повышение надежности работы автотранспортного средства.The aim of the invention is to eliminate the influence of heavy fractions and other impurities on the operation of the valve when supplying fuel to the engine and improving the reliability of the vehicle.

Для пояснения сущности предлагаемого технического решения на Фиг.1 представлен бак криогенный топливный двигателя транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе.To clarify the essence of the proposed technical solution, Fig. 1 shows a tank of a cryogenic fuel engine of a vehicle operating on liquefied natural gas.

Бак криогенный топливный двигателя транспортного средства, работающего на сжиженном природном газе (СПГ), (см. фиг.1) состоит из криогенного топливного бака 1, системы заправки 2, системы газосброса 3 и арматуры.The tank is a cryogenic fuel engine of a vehicle operating on liquefied natural gas (LNG) (see Fig. 1) consists of a cryogenic fuel tank 1, a fueling system 2, a gas discharge system 3 and valves.

Криогенный топливный бак 1 (см. фиг.1) представляет собой двустенный резервуар, состоящий из внутреннего сосуда 4 выполненного, например, из нержавеющей стали, закрепленного в кожухе 5. На поверхность внутреннего сосуда 4 нанесена высокоэффективная теплоизоляция 6, межстенное пространство между внутренним сосудом 4 и кожухом 5 отвакуумировано.The cryogenic fuel tank 1 (see Fig. 1) is a double-walled tank consisting of an inner vessel 4 made, for example, of stainless steel, mounted in a casing 5. Highly effective thermal insulation 6 is applied to the surface of the inner vessel 4, the interwall space between the inner vessel 4 and casing 5 is evacuated.

В верхней части внутреннего сосуда 4 установлена ловушка 7, предотвращающая выброс жидкого топлива в трубопровод 8 подачи A trap 7 is installed in the upper part of the inner vessel 4, which prevents the release of liquid fuel into the supply pipe 8

газовой фазы в двигатель при превышении рабочего давления в баке.gas phase in the engine when the working pressure in the tank is exceeded.

Криогенный топливный бак 1 снабжен указателем уровня 9, соединенным с ним трубопроводом 10. Для поднятия давления в системе и во внутреннем сосуде 4 криогенного топливного бака 1 предусмотрен испаритель наддува 11, встроенный в трубопровод 12 перед регулятором давления 13 и вентилем 14, соединяющим его трубопроводом 8 с газовой полостью внутреннего сосуда 4.The cryogenic fuel tank 1 is equipped with a level gauge 9 connected to it by a pipe 10. To increase the pressure in the system and in the inner vessel 4 of the cryogenic fuel tank 1, a boost evaporator 11 is provided, which is built into the pipe 12 in front of the pressure regulator 13 and the valve 14 connecting it to the pipe 8 with the gas cavity of the inner vessel 4.

Патрубок 15 испарителя наддува 11, расположенный внутри сосуда 4, выполнен двустенным и имеет подогреватель 16 (на фиг 1 не показан), например, электрический, размещенный на его поверхности.The pipe 15 of the supercharger evaporator 11, located inside the vessel 4, is double-walled and has a heater 16 (not shown in FIG. 1), for example, an electric one, located on its surface.

Система заправки 2 соединена трубопроводом 17 с линией подачи топлива 18 во внутренний сосуд 4 и линией 19 подачи жидкости на теплообменник-испаритель топлива 20 (регазификатор).The fueling system 2 is connected by a pipe 17 to the fuel supply line 18 to the inner vessel 4 and the liquid supply line 19 to the fuel heat exchanger-evaporator 20 (regasifier).

Между трубопроводом подачи газовой фазы 8, который соединен вентилем 21 с линией газосброса 22, и трубопроводом 19 подачи жидкости в теплообменник-испаритель 20 установлен регулятор давления 23.Between the pipeline for supplying the gas phase 8, which is connected by a valve 21 to the gas discharge line 22, and the pipe 19 for supplying liquid to the heat exchanger-evaporator 20, a pressure regulator 23 is installed.

Теплообменник-испаритель топлива 20 через скоростной клапан 24, перекрывающий магистраль в случае аварии, и запорный клапан 25 соединен с линией подачи топлива 26 в двигатель транспортного средства (на фиг.1 не показан).The heat exchanger-fuel evaporator 20 through a high-speed valve 24, blocking the line in the event of an accident, and the shut-off valve 25 is connected to the fuel supply line 26 to the vehicle engine (not shown in Fig. 1).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Внутренний сосуд 4 (см. фиг.1) криогенного топливного бака 1 транспортного средства (на фиг.1 не показано) заполняется сжиженным природным газом через систему заправки 2 и трубопроводы 17 и 18 до требуемого уровня (по указателю уровня 9) с открытыми клапаном газосброса в системе заправки 2 и вентилем 21, через которые сбрасываются пары в дренажную магистраль (на фиг.1 не показана), при этом вентили 14 и 25 закрыты.The inner vessel 4 (see Fig. 1) of the cryogenic fuel tank 1 of the vehicle (not shown in Fig. 1) is filled with liquefied natural gas through the refueling system 2 and pipelines 17 and 18 to the required level (according to level gauge 9) with the gas release valve open in the refueling system 2 and valve 21, through which vapors are discharged into the drain line (not shown in Fig. 1), while valves 14 and 25 are closed.

При подаче топлива в двигатель и падении давления в системе включается испаритель наддува 11. при открытом вентиле 14, давление во внутреннем сосуде и системе повышается за счет испарения части жидкости и поступления образовавшихся паров во внутренний сосуд 4 по трубопроводу 8. Регулятор давления 13 открывается при минимальном давлении и закрывается при максимальном давлении в системе. По достижении необходимого давления отключается испаритель наддува 11 и подача газа прекращается.When the fuel is supplied to the engine and the pressure drops in the system, the boost evaporator 11 is turned on. With the valve 14 open, the pressure in the inner vessel and the system rises due to the evaporation of part of the liquid and the formation of vapors into the inner vessel 4 through line 8. The pressure regulator 13 opens with a minimum pressure and closes at maximum pressure in the system. When the required pressure is reached, the boost evaporator 11 is turned off and the gas supply is cut off.

Когда давление во внутреннем сосуде установится минимальное рабочее давление, открывается вентиль 25 подачи топлива в двигатель, жидкость из внутреннего сосуда 4 поступает в теплообменник-испаритель 20, где подогревается, например тосолом, испаряется и по трубопроводу 26 подается в двигатель (на фиг.1 не показан).When the minimum working pressure is established in the inner vessel, the valve 25 for supplying fuel to the engine opens, the liquid from the inner vessel 4 enters the heat exchanger-evaporator 20, where it is heated, for example, with antifreeze, evaporates and is supplied through the pipeline 26 to the engine (in Fig. 1 shown).

Для поддержания давления в баке и в системе на нужном уровне служат регуляторы давления 13 и 23.To maintain pressure in the tank and in the system at the right level, pressure regulators 13 and 23 are used.

Благодаря тому, что на теплообменник-испаритель 20 жидкость поступает непосредственно из бака, содержащиеся в СПГ примеси не влияют на работу арматуры, так как на скоростной клапан 24 и вентиль 25 топливо поступает в газообразном состоянии, и примеси, такие как твердый СO₂, пентаны, изобутаны и другие присутствуют в нем тоже в газообразном состоянии. Поэтому накапливающиеся в баке примеси не мешают работе двигателя, а уходят с отбираемой из внутреннего сосуда 4 жидкостью, испаряются и сгорают в двигателе.Due to the fact that liquid enters the heat exchanger-evaporator 20 directly from the tank, the impurities contained in the LNG do not affect the operation of the valve, since the fuel enters the high-speed valve 24 and valve 25 in a gaseous state, and impurities such as solid CO ₂ , pentanes , isobutane and others are also present in it in a gaseous state. Therefore, the impurities accumulating in the tank do not interfere with the operation of the engine, but leave with the liquid taken from the inner vessel 4, evaporate and burn out in the engine.

Claims

The tank is a cryogenic fuel engine of a vehicle operating on a liquefied natural gas (LNG), consisting of a cryogenic tank, which is two vessels one inside the other: the inner vessel is insulated from the outside, and the space between the vessels is evacuated, fueling and fuel supply systems to the vehicle engine means, including an LNG level indicator, a boost evaporator and valves, characterized in that the fueling system is connected by a pipeline to the fuel supply line to the inner vessel and the line by supplying liquid to the inlet of the fuel heat exchanger-evaporator (regasifier), which is connected through a pressure regulator to the pipeline for supplying the gas phase from the inner vessel of the tank.