一种LNG汽车车载绝热气瓶蒸发气回收利用系统技术方案

本发明专利技术公开一种LNG汽车车载绝热气瓶蒸发气回收利用系统，属于液化天然气领域，包括蒸发气收集模块、蒸发气压缩模块、蒸发气储存模块；该系统可在不影响LNG汽车车载绝热气瓶正常安全放散BOG的条件下，对BOG进行回收，该系统结构简单，操作便捷，占据空间小，可停放在车库或停车场；高压BOG储罐可拆卸，可将收集的BOG返回加气站，也可放置于车上，作为汽车燃料的供给，可提高LNG汽车中LNG的使用效率，减少以温室气体甲烷为主要成分的BOG排放。

A recovery and utilization system of vaporized gas in vehicle heat insulated cylinder of LNG vehicle

The invention discloses an evaporation gas recovery and utilization system for an on-board insulated gas cylinder of a LNG vehicle, which belongs to the field of liquefied natural gas, including an evaporation gas collection module, an evaporation gas compression module and an evaporation gas storage module. The system can recover bog without affecting the normal and safe release of bog from the on-board insulated gas cylinder of an LNG vehicle. The system has simple structure, convenient operation and small space occupation It can be parked in the garage or parking lot; the high-pressure bog storage tank can be disassembled, and the collected bog can be returned to the gas filling station, or placed on the vehicle as the fuel supply of the vehicle, which can improve the use efficiency of LNG in the LNG vehicle and reduce the bog emission with the greenhouse gas methane as the main component.

【技术实现步骤摘要】
一种LNG汽车车载绝热气瓶蒸发气回收利用系统
本专利技术涉及液化天然气BOG气回收领域，具体是一种LNG汽车车载绝热气瓶蒸发气回收利用系统。
技术介绍
随着能源的清洁化转型，以及天然气市场的快速发展，液化天然气(以下简称“LNG”)被广泛应用，在交通领域LNG汽车的数量不断增加。因LNG的低温特性，在其储存过程中需要保冷。目前用于储存LNG的容器，例如用于LNG接收站终端的大型LNG储罐，以及用于LNG加气站的LNG储罐，只要储罐内部与外部存在温差，外部热量就会导入储罐内部，导致LNG气化产生蒸发气(简称“BOG”)，蒸发气的主要成分为甲烷。LNG接收站与LNG加气站的LNG储罐上已有较广泛的BOG回收系统的应用，但在LNG汽车上，BOG回收的应用很少。LNG焊接绝热气瓶是LNG汽车上用于储存LNG的容器，同样在使用过程中会产生BOG，当BOG不断产生并超过气瓶允许压力时，气瓶需要排放一部分BOG以降压，由于单台LNG汽车的绝热气瓶蒸发气量小，目前采用的是直接向大气排放，一方面LNG汽车数量庞大，所有LNG汽车产生的蒸发气总量不可忽略，另一方面天然气在大气中的温室效应增温潜势远高于二氧化碳。因此，有必要在不影响LNG低温绝热气瓶正常安全使用的情况下，对BOG进行有效的收集、储存和利用。申请号为201810575596.6名称为“LNG储罐BOG回收系统”的专利技术专利，将BOG用LNG气化器进行一级降温，在不使用储罐内LNG或储罐内无需自增压时，LNG气化器无法产生冷能，一级降温无法进行，进而影响二级降温及液化，最终导致在此工况下BOG无法回收。申请号为201410558532.7名称为“LNG接收站终端蒸发气体回收系统”的专利技术专利，该系统在LNG接收站气体外输时，将BOG压缩并与LNG进行换热使之降温，使高压BOG冷凝为LNG返回储罐中，该系统对BOG的回收需要在储罐内LNG正在外输的条件下进行，而LNG汽车车载绝热气瓶BOG放散和LNG使用并不同时进行。申请号为201410633000.5名称为“一种BOG回收的方法”的专利技术专利，使用液氮作为BOG的制冷剂，但液氮的获取和加置液氮储罐使这种方法在LNG汽车绝热气瓶BOG回收上难以推广。
技术实现思路
针对上述背景及现有技术存在的不足，本专利技术提出一种LNG汽车车载绝热气瓶蒸发气回收利用系统，适用于LNG汽车车载绝热气瓶安全阀放散工况下的蒸发气BOG回收；相对于LNG接收站和LNG加气站，此工况下蒸发气BOG流量小且波动大，蒸发气BOG放散的时间不连续且不规律，蒸发气BOG放散的时段与LNG使用的时段往往不重叠；本专利技术系统结构简洁，操作便捷，占据空间小，可停放在车库或停车场；高压BOG储罐可拆卸，可将收集的BOG返回加气站，也可放置于车上，作为汽车燃料的供给，可提高LNG汽车中LNG的使用效率，减少以温室气体甲烷为主要成分的BOG排放。一种LNG汽车车载绝热气瓶蒸发气回收利用系统，包括四个功能模块：蒸发气收集模块1、蒸发气压缩模块2、蒸发气储存模块3；蒸发气收集模块1包括柔性管5、三通电磁阀6、排放口I7、单向阀I8、蒸发气收集罐9、单向阀II10、收集罐入口法兰11、导管14、双浮球液位计15、液位开关16、补水放空口17、排污口18、收集罐出口法兰19；蒸发气收集罐9采用双层夹套结构，包括收集罐外腔12、收集罐内腔13，收集罐内腔13底部与收集罐外腔12连通；蒸发气压缩模块2包括压缩机20、交直流两用电动机21、电动机电源；蒸发气储存模块3包括法兰24、单向阀III25、压力变送器26、排放阀28、减压阀29、旁通阀30、排放口II31、高压BOG储罐32、压力计38；LNG汽车车载绝热气瓶39排放蒸发气的安全阀40排放口通过柔性管5与三通电磁阀6连接，三通电磁阀6还分别与排放口I7、单向阀I8连接，单向阀I8与收集罐入口法兰11连接，收集罐入口法兰11另一端连接导管14，导管14进入蒸发气收集罐9的收集罐外腔12，导管14另一端为弯钩结构，弯钩结构的顶端进入收集罐内腔13，收集罐外腔12、收集罐内腔13内装有水，收集罐内腔13内设置双浮球液位计15，双浮球液位计15与液位开关16连接，液位开关16与控制模块4连接，收集罐外腔12底部设有排污口18，收集罐外腔12顶部设有补水放空口17，补水放空口17用于补水和排空，收集罐外腔12、收集罐内腔13顶部出口重合，出口处设有设置法兰盘33，法兰盘33上连接出口管道，出口管道上设置收集罐出口法兰19，收集罐出口法兰19与单向阀II10连接，单向阀II10与压缩机20一端连接，压缩机20与交直流两用电动机21连接，交直流两用电动机21还与电动机电源连接，压缩机20另一端连接法兰24，法兰24与单向阀III25连接，单向阀III25与高压BOG储罐32连接，高压BOG储罐32上还设有压力变送器26，高压BOG储罐32上还设有排放阀28，排放阀28分别与减压阀29、旁通阀30连接，减压阀29、旁通阀30另一端为排放口II31，排放口II31处设有压力计38。所述系统还包括控制模块4，控制模块4为常规市购控制器，控制模块4分别与三通电磁阀6、液位计开关16、交直流两用电动机21、压力变送器26连接，压力变送器26与控制模块4之间还设有插座连接器27。所述法兰盘33通过螺栓34固定在收集罐外腔12出口外缘上。所述双浮球液位计15的液位计上限位36处于收集罐内腔13总高度85～95％的位置，液位计下限位37处于收集罐内腔13总高度10～15％的位置。所述收集罐内腔13侧面下部开有导管孔，导管14从导管孔进入收集罐内腔13。所述电动机电源为蓄电池22或交流电23，交直流两用电动机21即可以用蓄电池22供电，可以用交流电23供电。所述收集罐内腔13底部与收集罐外腔12连通为收集罐内腔13底部完全镂空，镂空处的水平位置低于位计下限位37；或收集罐内腔13底部侧面开有若干水孔35，水孔35处的水平位置低于位计下限位37，水孔35将收集罐内腔13与收集罐外腔12连通。所述蒸发气收集罐9的总容积即为收集罐外腔12的总容积，其为LNG汽车车载绝热气瓶39公称容积的5～7％，从双浮球液位计15的液位计上限位36到液位计下限位37所包含的收集罐内腔13的容积为蒸发气收集罐9的有效容积，蒸发气收集罐9的有效容积不小于3L。所述高压BOG储罐32公称容积为LNG汽车车载绝热气瓶39公称容积的20～30％，额定压力为9～12MPa。所述三通电磁阀6的开合靠控制模块4完成，三通电磁阀6的一条通路经过单向阀I8通往蒸发气收集罐9，另一条则通过排放口I7直接排放到空气中；三通电磁阀6失电状态时通往蒸发气收集罐9的通路关闭，通往排放口I7的通路开启，当系统突然断电时，LNG汽车车载绝热气瓶39产生的BOG直接排放到大气，以此确保气瓶及回收系统中压力处在安全范围内。所述导管14处于蒸发气收集罐9外的一端出口高于双浮球液位计15的液位计上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LNG汽车车载绝热气瓶蒸发气回收利用系统，其特征在于，包括蒸发气收集模块(1)、蒸发气压缩模块(2)、蒸发气储存模块(3)；/n蒸发气收集模块(1)包括柔性管(5)、三通电磁阀(6)、排放口I(7)、单向阀I(8)、蒸发气收集罐(9)、单向阀II(10)、收集罐入口法兰(11)、导管(14)、双浮球液位计(15)、液位计开关(16)、补水放空口(17)、排污口(18)、收集罐出口法兰(19)；蒸发气收集罐(9)为双层夹套结构，包括收集罐外腔(12)、收集罐内腔(13)，收集罐内腔(13)底部与收集罐外腔(12)连通；/n蒸发气压缩模块(2)包括压缩机(20)、交直流两用电动机(21)、电动机电源；/n蒸发气储存模块(3)包括法兰(24)、单向阀III(25)、压力变送器(26)、排放阀(28)、减压阀(29)、旁通阀(30)、排放口II(31)、高压BOG储罐(32)、压力计(38)；/nLNG汽车车载绝热气瓶(39)排放蒸发气的安全阀(40)排放口通过柔性管(5)与三通电磁阀(6)连接，三通电磁阀(6)还分别与排放口I(7)、单向阀I(8)连接，单向阀I(8)与收集罐入口法兰(11)连接，收集罐入口法兰(11)另一端连接导管(14)，导管(14)进入蒸发气收集罐(9)的收集罐外腔12，导管(14)另一端为弯钩结构，弯钩结构的顶端进入收集罐内腔(13)，收集罐外腔(12)、收集罐内腔(13)内装有水，收集罐内腔(13)内设置双浮球液位计(15)，双浮球液位计(15)与液位开关(16)连接，收集罐外腔(12)底部设有排污口(18)，收集罐外腔(12)顶部设有补水放空口(17)，收集罐外腔(12)和收集罐内腔(13)顶部出口重合，出口处设置法兰盘(33)，法兰盘(33)上连接出口管道，出口管道上设置收集罐出口法兰(19)，收集罐出口法兰(19)与单向阀II(10)连接，单向阀II(10)与压缩机(20)一端连接，压缩机(20)与交直流两用电动机(21)连接，交直流两用电动机(21)与电动机电源连接；压缩机(20)另一端连接法兰(24)，法兰(24)与单向阀III(25)连接，单向阀III(25)与高压BOG储罐(32)连接，高压BOG储罐(32)上还设有压力变送器(26)，高压BOG储罐(32)上还设有排放阀(28)，排放阀(28)分别与减压阀(29)、旁通阀(20)连接，减压阀(29)、旁通阀(30)另一端为排放口II(31)，排放口II(31)处设有压力计(38)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种LNG汽车车载绝热气瓶蒸发气回收利用系统，其特征在于，包括蒸发气收集模块(1)、蒸发气压缩模块(2)、蒸发气储存模块(3)；
蒸发气收集模块(1)包括柔性管(5)、三通电磁阀(6)、排放口I(7)、单向阀I(8)、蒸发气收集罐(9)、单向阀II(10)、收集罐入口法兰(11)、导管(14)、双浮球液位计(15)、液位计开关(16)、补水放空口(17)、排污口(18)、收集罐出口法兰(19)；蒸发气收集罐(9)为双层夹套结构，包括收集罐外腔(12)、收集罐内腔(13)，收集罐内腔(13)底部与收集罐外腔(12)连通；
蒸发气压缩模块(2)包括压缩机(20)、交直流两用电动机(21)、电动机电源；
蒸发气储存模块(3)包括法兰(24)、单向阀III(25)、压力变送器(26)、排放阀(28)、减压阀(29)、旁通阀(30)、排放口II(31)、高压BOG储罐(32)、压力计(38)；
LNG汽车车载绝热气瓶(39)排放蒸发气的安全阀(40)排放口通过柔性管(5)与三通电磁阀(6)连接，三通电磁阀(6)还分别与排放口I(7)、单向阀I(8)连接，单向阀I(8)与收集罐入口法兰(11)连接，收集罐入口法兰(11)另一端连接导管(14)，导管(14)进入蒸发气收集罐(9)的收集罐外腔12，导管(14)另一端为弯钩结构，弯钩结构的顶端进入收集罐内腔(13)，收集罐外腔(12)、收集罐内腔(13)内装有水，收集罐内腔(13)内设置双浮球液位计(15)，双浮球液位计(15)与液位开关(16)连接，收集罐外腔(12)底部设有排污口(18)，收集罐外腔(12)顶部设有补水放空口(17)，收集罐外腔(12)和收集罐内腔(13)顶部出口重合，出口处设置法兰盘(33)，法兰盘(33)上连接出口管道，出口管道上设置收集罐出口法兰(19)，收集罐出口法兰(19)与单向阀II(10)连接，单向阀II(10)与压缩机(20)一端连接，压缩机(20)与交直流两用电动机(21)连接，交直流两用电动机(21)与电动机电源连接；压缩机(20)另一端连接法兰(24)，法兰(24)与单向阀III(25)连接，单向阀III(25)与高压BOG储罐(32)连接，高压BOG储罐(32)上还设有压力变送器(26)，高压BOG储罐(32)上还设有排放阀(28)，排放阀(28)分别与减压阀(29)、旁通阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小辉，张诗明，吴家瑛，李思瑶，徐佳瑞，卿山，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53