用于将以液化形式储存的流体以气体形式递送至最终用户的系统和方法技术方案

公开了一种用于将流体以液化形式储存于储存容器中并且经由供给线将它以气体形式递送至最终用户的系统和方法。所述系统包括用于在满足预定条件时使所述流体从所述供给线返回至所述容器的压力泄放回路。所述压力泄放回路包括连接至所述供给线和所述储存容器的返回线、用于使所述流体转向至别处的转向线以及可操作以根据预定条件而将所述流体引导至所述线路中的任一者的切换装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于将以液化形式储存的流体以气体形式递送至最终用户的系统和方法。更明确地说，所公开的系统和方法是用于处置在标准压力和温度条件下通常呈气体形式并且以液化形式储存在储存容器中的流体以及用于在满足预定条件时使呈气体形式的流体返回至储存容器由此减少从所述系统排放的流体的量。
技术介绍
用于以液化形式储存流体并且以气体形式递送所述流体的系统在将燃料递送至内燃机方面受到青睐。已使用内燃机来产生动力和驱动机器达一个多世纪。历史上，汽油和柴油是优选的燃料选择，因为它们是充足的、廉价的并且易于储存。虽然天然气已用作车辆的燃料达五十多年，但是因为各种原因，限制广泛使用，所述原因包括燃料储存密度、基础设施、燃料利用率以及与常规液体燃料车辆相比通常是较高的资本成本。然而，因为若干因素，替代的燃料选择正受到加倍重视，所述因素包括变动的经济条件、对减少污染的希望以及对减少对逐渐减少且日益昂贵的石油资源的依赖性的希望。用天然气或其它气体燃料取代液体燃料有众多优点，所述天然气或其它气体燃料在内燃机中是可燃的并且在标准压力和温度条件下呈气相。“标准压力和温度”在本文中被界定为1巴(14.5psi)的绝对压力和摄氏0度(华氏32度)。天然气是可燃气体的混合物，并且其确切的组成取决于来源而改变，但一般主要是甲烷。其它气体燃料包括乙烷、丙烷和其它较轻的易燃烃衍生物以及氢和其混合物。例如，氢与天然气的混合物已用作内燃机的燃料，并且此类混合物有时被称作“HCNG”。与常规液体燃料相比，所公开的气体燃料一般是燃烧更清洁的并且可以由可再生能源产生。天然气是现今可获得的最充足的气体燃料之一。因为在机动车辆上用于储存燃料的可用空间通常是有限的，所以与液体燃料相比，阻止天然气更广泛地用作运输燃料的因素是气体燃料的能量密度。例如，在约200巴(3000psi)的储存压力下以气体形式储存的天然气需要为储存与柴油或汽油相同量的能量所需的体积的约4倍的体积。用于增加气体燃料的能量密度的解决方案是将它以液化形式储存。例如，如果液化天然气(“LNG”)在低温下储存，例如在约-150℃与-130℃之间(在约-240℉与-200℉之间)，那么这可以通过LNG的相对较低的储存压力(例如，在约1巴与13.8巴之间(在约14.5psi与100psi之间)的压力)来实现。然而，对于将流体(例如天然气)以液化形式储存并且将它以气体形式递送的系统，需要用于在某些条件下，例如在所述系统关掉时或在燃料供给线中的压力高于用于操作发动机所需的如(例如)参考发动机图确定的所要压力时，减少加压气体流体从所述系统的排放的解决方案。在供应气体(例如氧或氮)的气体递送系统中，虽然在需要从所述系统释放高压气体的情况下是浪费的，但是加压气体可以简单地排放至大气而无需担心它对环境的影响。在将燃料供应至发动机的气体递送系统中，虽然天然气是地球大气的天然存在的成分，但是它通常以极少的量存在并且将天然气排放至大气是非所要的和浪费的。因此，对于将气体燃料(例如天然气)供应至发动机或其它最终用户的燃料递送系统，尽管供给线中存在的气体的量较小，但是减少从供给线排放至大气的天然气的量是优选的。液化的气体燃料(例如LNG)储存于隔热的储存容器中以减少至储存空间中的热泄漏。泄漏至储存空间中的热可能会使所储存流体中的一些蒸发，由此增加蒸气压力。如果蒸气压力超过储存容器的预定泄放压力，那么压力泄放阀打开以防止损坏储存容器。通常，从储存容器排放的蒸气释放至大气中。为了最小化向大气的燃料排放，LNG储存容器包括用于防止热引入至储存空间中的特征和/或用于防止储存容器中的蒸气压力增加到泄放压力以上的特征。用于车辆燃料系统的先前方法所教导的内容与使呈气体形式的流体往回返回至以液化形式储存流体的储存容器由此避免使储存容器中的压力增加到泄放压力以上相距甚远。例如，代替回收呈气体形式的流体，美国专利公布号2009/0095153教导了将从储存容器排放的气体引导至燃烧器或催化剂。此类解决方案向系统增添了更多组件和复杂性，由此降低整体系统效率并且增加系统的资本和操作成本。用于回收呈气体形式的流体的其它已知系统(例如美国专利公布号2009/0133674中描述的系统)使用一种方法，所述方法包括在流体返回至储存容器之前或在将流体引导向别处之前对所述流体进行冷却和再液化。再液化所述流体所需的设备是昂贵的、占据空间并且向所述系统增添更多复杂性和重量。因此，需要一种用于减少排放至大气的呈气体形式的流体的量，尤其是减少从内燃机排放的呈气体形式的燃料的量的简单且更有效的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于将流体以液化形式储存于储存容器中并且经由供给线将它以气体形式递送至最终用户的系统，所述系统包括用于在满足预定条件时使所述流体从所述供给线返回至所述储存容器的压力泄放回路。在优选实施方案中，所述压力泄放回路包括：返回线，所述返回线流体地连接至所述供给线和所述储存容器；以及切换装置，所述切换装置可操作以根据与流体参数相关联的预定条件而使所述流体转向至所述返回线中的任一者或别处。控制器被编程来根据与所述流体参数相关联的所述预定条件来控制所述切换装置。要求关于使流体返回至所述储存容器的所述预定条件中的一些并且一些预定条件包括在优选实施方案中。例如，要求返回流体的压力大于所述储存容器内部的压力，因为当返回流体压力小于所述储存容器内部的压力时所述流体将不会流入至所述储存容器中。例如，当首先关掉系统时，所述供给线中的压力通常将高于所述储存容器中的压力。在流体从所述供给线排出时，所述力将减小，直到最后所述流体压力等于所述储存容器中的压力为止。除非另一预定条件已指明流体转向至别处，否则当这种情况发生时，接着操作所述切换装置以使流体转向至别处。关于使流体返回至所述储存容器的另一预定条件可以是所述储存容器内部的压力是否比预设的储存容器泄放压力小了预定裕度。如果流体返回至所述储存容器将会导致所述储存容器内部的蒸气压力的增加，而所述增加将会触发其压力泄放阀的打开，那么对于一些实施方案，优选的是使流体转向至别处而不是使蒸气从所述储存容器排出。在一些实施方案中，流体可以排放至大气，但即便在这些情形中，排放至大气的流体的总量仍减少，因为当满足预定条件时，所述流体中的一些返回至所述储存容器。在其它实施方案中，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将以液化形式储存的流体以气体形式递送至最终用户的系统，所述系统包括：储存容器；供给线，所述供给线与所述储存容器和所述最终用户流体连通；以及压力泄放回路，用于当所述供给线内的压力大于预定阈值压力时使呈气体形式的所述流体从所述供给线返回至所述储存容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.31 CA 2,831,7621.一种用于将以液化形式储存的流体以气体形式递送至最终用
户的系统，所述系统包括：
储存容器；
供给线，所述供给线与所述储存容器和所述最终用户流体连通；
以及
压力泄放回路，用于当所述供给线内的压力大于预定阈值压力时
使呈气体形式的所述流体从所述供给线返回至所述储存容器。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力泄放回路包括：
返回线，所述返回线与所述供给线和所述储存容器流体连通；
转向线，所述转向线将所述压力泄放回路连接至大气；以及
切换装置，所述切换装置可操作以将呈气体形式的所述流体从所
述供给线引导至所述转向线和所述返回线中的一者。
3.根据权利要求2所述的系统，进一步包括安置在所述返回线
中的过滤器。
4.根据权利要求2所述的系统，进一步包括气体分离器，所述
气体分离器安置在所述转向线中用于使气体与液体和/或固体污染物
分离，借此仅气体排放至所述大气中。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体是在标准压力和
温度条件下呈气体形式的燃料，并且所述最终用户是内燃机。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述燃料是经由所述供给

\t线递送至燃料喷射阀以便将所述燃料直接喷射至发动机燃烧室中。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述供给线将所述流体递
送至第二储存容器。
8.根据权利要求2所述的系统，其中所述切换装置是三通阀。
9.根据权利要求2所述的系统，其中所述切换装置包括具有两
个分支的线路，其中一个分支上有第一控制阀而另一分支上有第二控
制阀。
10.根据权利要求2所述的系统，进一步包括气体分离器，所述
气体分离器安置在所述供给线与所述切换装置之间用于将气体与液
体和固体污染物分离，借此所述气体分离器的气体出口流体地连接至
所述切换装置。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述气体分离器进一步
包括液体出口，经由所述液体出口，所述液体污染物经由液体燃料返
回线流动至液体燃料箱。
12.一种用于将以液化形式储存的流体以气体形式递送至最终
用户的系统，所述系统包括：
储存容器；
供给线，所述供给线与所述储存容器和所述最终用户流体连通；
压力泄放回路，所述压力泄放回路包括切换装置，所述切换装置
通过控制器操作以引导来自所述供给线的所述流体；以及
当所述流体的参数满足预定条件时使呈所述气体形式的所述流
体经由返回线返回至所述储存容器；或
当所述流体的所述参数未满足所述预定条件时使所述流体转向

\t以免返回至所述储存容器。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制器被编程来操
作所述切换装置，使得当未满足所述预定条件时，所述切换装置将呈
所述气体形式的所述流体转向至转向线，所述转向线将所述流体释放
至大气中。
14.根据权利要求12所述的系统，进一步包括传感器，所述传
感器安置在所述供给线与所述切换装置之间的泄压线路中以测量所
述流体的所述参数。
15.根据权利要求12所述的系统，进一步包括安置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·K·欧维萨博，
申请(专利权)人：西港电力公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA