船舶液氨供应系统及氨燃料动力船舶技术方案

本发明专利技术提供一种船舶液氨供应系统，包括液氨储罐、液氨供应泵、低压缓冲罐、高压泵、液氨换热器、高压缓冲罐、第一燃料阀组、氨气换热器、氨气缓冲罐、氨裂解装置、氢气净化装置、氢燃料电池、船舶直流电网、氨燃料发动机、废气换热器和循环泵。本发明专利技术提供的船舶液氨供应系统，通过合理的设计，既能够满足氨燃料发动机的液氨供应，又能够为船舶用电设备供应电能，同时能够实现零碳排放，使船舶运行更加绿色环保。本发明专利技术还提供一种氨燃料动力船舶。本发明专利技术还提供一种氨燃料动力船舶。本发明专利技术还提供一种氨燃料动力船舶。

【技术实现步骤摘要】
船舶液氨供应系统及氨燃料动力船舶


[0001]本专利技术涉及船舶
，尤其是涉及一种船舶液氨供应系统及氨燃料动力船舶。

技术介绍

[0002]近几十年来，全球变暖的问题愈加严重，其中温室气体的排放是造成全球变暖和气候变化的重要原因，而在各类温室气体中，CO2对气候变化的影响最大。为了控制CO2的排放，各国际组织先后颁布了一系列法令，如2015年的巴黎气候变化大会上通过《巴黎协定》，呼吁各界采取行动减少CO2的排放。
[0003]为实现上述减排目标，航运业也推出了一系列的减排政策。IMO MEPC72次会议通过了《国际海事组织船舶减少温室气体排放战略》，提出以2008年的碳排放量为基准，到2030年将航运业碳排放强度降低40％，2050年碳排放强度降低70％的明确目标，旨在推动国际航运业尽快减排。随着国内外一系列船舶行业温室气体减排政策的颁布，航运业寻找和探索有效减排措施的步伐变得更加刻不容缓。
[0004]氨是一种全球贸易商品，主要用作化肥原料或制冷剂。氨作为氮氢化合物，具有供应稳定和便于储存、运输的优势，同时燃烧时不会产生温室气体二氧化碳。因此，将氨燃料作为动力的船舶可有效地降低碳氧化物的排放。
[0005]目前，德国曼恩机械有限公司正在研发一种二冲程氨燃料发动机，先以约80bar的压力供应氨，然后以600
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700bar的压力将其注入气缸燃烧，燃料温度需控制在20
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45℃的范围内。通过高压直接喷射系统，可以高效地喷射氨燃料并避免氨泄漏。但由于氨的热值相对其他燃料稍低，点火需要的能量较高，所以直接燃烧目前还存在困难。曼恩机械有限公司计划通过使用5％m/m(mass/mass，质量百分比)的柴油作为引燃燃料，因此在燃烧过程中仍然会有CO2产生，不能做到真正意义上的“零碳”排放。
[0006]同时，在航行过程中，由于液氨储罐与外界持续交换热量导致液氨不断挥发产生氨蒸汽，从而导致储罐压力上升。专利《一种清洁排放的船舶动力系统》(申请号202010226887.1)中采用再液化系统处理挥发的氨蒸汽，但再液化系统成本高昂，增加系统运行成本。此外，船舶供电模式一般为柴油发电机发电，将柴油转化为电能，向船舶用电设备供电。但使用柴油发电机易对环境造成污染，同时难以满足船舶长时间作业的用能要求。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种船舶液氨供应系统，旨在解决或至少部分解决上述
技术介绍
存在的不足，通过合理的设计，既能够满足氨燃料发动机的液氨供应，又能够为船舶用电设备供应电能，同时能够实现零碳排放，使船舶运行更加绿色环保。
[0008]本专利技术提供一种船舶液氨供应系统，包括液氨储罐、液氨供应泵、低压缓冲罐、高压泵、液氨换热器、高压缓冲罐、第一燃料阀组、氨气换热器、氨气缓冲罐、氨裂解装置、氢气净化装置、氢燃料电池、船舶直流电网、氨燃料发动机、废气换热器和循环泵；
[0009]所述液氨储罐的出口与所述液氨供应泵的入口连通，所述液氨供应泵的出口分为两路，所述液氨供应泵的一路出口与所述低压缓冲罐的入口连通，所述低压缓冲罐的出口与所述高压泵的入口连通，所述高压泵的出口与所述液氨换热器的液氨入口连通，所述液氨换热器的液氨出口与所述高压缓冲罐的入口连通，所述高压缓冲罐的出口与所述第一燃料阀组的入口连通，所述第一燃料阀组的出口与所述氨燃料发动机的液氨入口连通；所述液氨供应泵的另一路出口与所述氨气换热器的液氨入口连通，所述氨气换热器的氨气出口与所述氨气缓冲罐的入口连通，所述氨气缓冲罐的出口与所述氨裂解装置的入口连通，所述氨裂解装置的出口与所述氢气净化装置的入口连通；所述氢气净化装置的出口分为两路，一路与所述氨燃料发动机的氢气入口连通，另一路与所述氢燃料电池的入口连通，所述氢燃料电池与所述船舶直流电网电性连接；
[0010]所述废气换热器的出口与所述循环泵的入口连通，所述循环泵的出口分别与所述液氨换热器的换热介质入口和所述氨气换热器的换热介质入口连通，所述液氨换热器的换热介质出口和所述氨气换热器的换热介质出口均与所述废气换热器的入口连通。
[0011]进一步地，所述船舶液氨供应系统还包括第一泄压管路，所述第一泄压管路的两端分别与所述低压缓冲罐的出口和所述氨气缓冲罐的入口连通；所述低压缓冲罐上设有第一压力传感器，所述第一泄压管路上设有第一调节阀，所述第一压力传感器与所述第一调节阀信号连接。
[0012]进一步地，所述船舶液氨供应系统还包括第二泄压管路，所述第二泄压管路的两端分别与所述高压缓冲罐的出口和所述氨气缓冲罐的入口连通；所述高压缓冲罐上设有第二压力传感器，所述第二泄压管路上设有第二调节阀，所述第二压力传感器与所述第二调节阀信号连接。
[0013]进一步地，所述船舶液氨供应系统还包括第三泄压管路，所述第三泄压管路的两端分别与所述液氨储罐的出口和所述氨气缓冲罐的入口连通，所述第三泄压管路上设有自动控制阀门。
[0014]进一步地，所述船舶液氨供应系统还包括第一回流管路，所述第一回流管路的一端与所述液氨储罐的入口连通，所述第一回流管路的另一端连通至所述液氨供应泵的出口与所述低压缓冲罐的入口之间的管路上；所述低压缓冲罐上设有液位传感器，所述第一回流管路上设有第三调节阀，所述液位传感器与所述第三调节阀信号连接。
[0015]进一步地，所述船舶液氨供应系统还包括第二回流管路和第二燃料阀组，所述第二燃料阀组设置于所述第二回流管路上，所述第二回流管路的一端与所述氨燃料发动机的液氨出口连通，所述第二回流管路的另一端与所述低压缓冲罐的入口连通。
[0016]进一步地，所述液氨换热器的液氨出口与所述高压缓冲罐的入口之间的管路上设有液氨过滤器。
[0017]进一步地，所述船舶液氨供应系统还包括蓄电池，所述蓄电池与所述船舶直流电网电性连接。
[0018]进一步地，所述氢气净化装置的出口与所述氨燃料发动机的氢气入口之间的管路上设有压缩机。
[0019]本专利技术还提供一种氨燃料动力船舶，包括以上所述的船舶液氨供应系统。
[0020]本专利技术提供的船舶液氨供应系统，液氨储罐内的液氨分为两路，一路经液氨换热
器升温后供给氨燃料发动机使用，另一路经氨气换热器汽化成氨气后供应至氨裂解装置制备氢气；制备好的氢气一部分输送至氨燃料发动机用作氨燃料的引燃剂，剩余的氢气输送至氢燃料电池转化为电能供船舶用电设备用电。本专利技术提供的船舶液氨供应系统无需设置氨气再液化单元和氨气处理单元，不需要使用重质油引燃氨燃料，也不需要传统的柴油发电机为船舶用电设备供电，通过合理的设计，能实现氨燃料发动机的液氨供应以及船舶用电设备的电能供应，实现零碳排放，同时该船舶液氨供应系统组成简单，使船舶运行更加绿色环保。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例中船舶液氨供应系统的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶液氨供应系统，其特征在于，包括液氨储罐(6)、液氨供应泵(8)、低压缓冲罐(9)、高压泵(10)、液氨换热器(12)、高压缓冲罐(15)、第一燃料阀组(17)、氨气换热器(25)、氨气缓冲罐(26)、氨裂解装置(28)、氢气净化装置(29)、氢燃料电池(37)、船舶直流电网(34)、氨燃料发动机(38)、废气换热器(39)和循环泵(40)；所述液氨储罐(6)的出口与所述液氨供应泵(8)的入口连通，所述液氨供应泵(8)的出口分为两路，所述液氨供应泵(8)的一路出口与所述低压缓冲罐(9)的入口连通，所述低压缓冲罐(9)的出口与所述高压泵(10)的入口连通，所述高压泵(10)的出口与所述液氨换热器(12)的液氨入口连通，所述液氨换热器(12)的液氨出口与所述高压缓冲罐(15)的入口连通，所述高压缓冲罐(15)的出口与所述第一燃料阀组(17)的入口连通，所述第一燃料阀组(17)的出口与所述氨燃料发动机(38)的液氨入口连通；所述液氨供应泵(8)的另一路出口与所述氨气换热器(25)的液氨入口连通，所述氨气换热器(25)的氨气出口与所述氨气缓冲罐(26)的入口连通，所述氨气缓冲罐(26)的出口与所述氨裂解装置(28)的入口连通，所述氨裂解装置(28)的出口与所述氢气净化装置(29)的入口连通；所述氢气净化装置(29)的出口分为两路，一路与所述氨燃料发动机(38)的氢气入口连通，另一路与所述氢燃料电池(37)的入口连通，所述氢燃料电池(37)与所述船舶直流电网(34)电性连接；所述废气换热器(39)的出口与所述循环泵(40)的入口连通，所述循环泵(40)的出口分别与所述液氨换热器(12)的换热介质入口和所述氨气换热器(25)的换热介质入口连通，所述液氨换热器(12)的换热介质出口和所述氨气换热器(25)的换热介质出口均与所述废气换热器(39)的入口连通。2.如权利要求1所述的船舶液氨供应系统，其特征在于，所述船舶液氨供应系统还包括第一泄压管路(51)，所述第一泄压管路(51)的两端分别与所述低压缓冲罐(9)的出口和所述氨气缓冲罐(26)的入口连通；所述低压缓冲罐(9)上设有第一压力传感器(21)，所述第一泄压管路(51)上设有第一调节阀(20)，所述第一压力传感器(21)与所述第一调节阀(20)信号连接。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓平，王晓亮，王廷勇，赵超，
申请(专利权)人：青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：