燃气供给系统和为高压燃气喷射发动机供应燃气的方法技术方案

一种为高压燃气喷射发动机(2)供应储存在液化气罐(3)中的、优选存储在LNG

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃气供给系统和为高压燃气喷射发动机供应燃气的方法


[0001]本专利技术涉及一种燃气供给系统。本专利技术还涉及一种为高压燃气喷射发动机供应燃气的方法。

技术介绍

[0002]天然气是一种变得越来越重要的能源。在商业航运中，天然气被越来越多地用作替代性的燃料，以满足与航运业有关的废气净化和减少温室气体方面的新的适应性要求。作为燃料使用的天然气通常以液态形式储存在船上，英译为“液化天然气(liquefied Natural Gas)”或缩写为“LNG”，并在大致为大气压力且温度约为
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163摄氏度(℃)时储存在液化气罐中。由于在大气压力下液化气的约
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162摄氏度的最低沸点，液化气持续地由外部作用至LNG
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罐的热蒸发，它作为蒸发的气体积聚在LNG
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罐的顶部，英译“蒸发气(Boil off Gas)”简称BOG，这导致在LNG
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罐内压力升高。为了抵消这种压力升高已知设置了BOG重新液化装置，其将蒸发气液化并作为液化气又送回LNG
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罐。对此另一种可能性是直接使用蒸发气作为船舶推进燃料。为此，天然气在例如150
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300巴的绝对压力(bara)或150
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400巴的范围内的绝对压力的高压下被压缩以形成高压天然气，并导入到高压燃气喷射发动机。这种发动机例如由MAN
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SE公司以ME
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GI发动机的名称销售。这种发动机优选构成商船的主要推进系统。
[0003]专利文件KR 102011 0030149披露了一种为液化气罐船的高压燃气喷射发动机供应燃气的燃气供给系统。该系统一方面能够将储存在LNG
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罐中的天然气压缩，使得该天然气导入到高压燃气喷射发动机，且另一方面能够防止在LNG
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罐中的过高的压升，通过在必要时将蒸发气重新液化，随后送到高压燃气喷射发动机和/或LNG
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罐。在专利文件KR1020110030149中披露的燃气供给系统具有此缺点，它相对复杂和昂贵并使用外部冷却回路，且为其运行需要相当大的能耗。
[0004]专利文件KR 100726 290示出一种通过操控蒸发气的液化、重新液化或使用来回收多余的蒸发气的方法。该方法包括以下步骤：液化蒸发气，有选择地将液化气送回储气罐或通过第一和第二可操控的阀有选择地将液化气送到液化气蒸发器。在液化气蒸发器中蒸发定量的液化气，从而通过操控温度、压力和流量使其适于作为燃料送出。该方法还包括将蒸发的气体作为燃料送到推进系统，并收回液化的蒸发气或打开/关闭第一阀、第二阀、第三阀和第四阀，以燃烧少量的蒸发气。在该系统中，喷射的过冷LNG的特定比热容被用来重新液化BOG。然而，它是一种低压系统，且不适于为高压燃气喷射发动机供应燃气。

技术实现思路

[0005]本专利技术的任务是形成一种经济上更有利的燃气供给系统。此外，本专利技术的任务是形成一种为高压燃气喷射发动机供应燃气的经济上更有利的方法。这一任务通过具有权利要求1的特征的燃气供给系统解决。从属权利要求2至11涉及其它的有利设计。该任务还通过具有权利要求12的特征的方法来解决。从属权利要求13
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18涉及其它的、有利的方法步
骤。
[0006]该任务尤其通过一种燃气供给系统得以解决，该系统为高压燃气喷射发动机供应储存在液化气罐中的尤其是液化气罐中的气体，包括高压泵，该泵能与液化气罐流体连通地连接，优选能经由低压泵与液化气罐流体连通地连接，以从液化气罐中供出液化气并将该液化气压缩成高压液化气，或者作为高压液化气提供；包括在其中布置有高压热交换器的冷凝器；包括高压蒸发器，该蒸发器经由高压热交换器与高压泵流体连接并布置在冷凝器的下游，其中高压蒸发器将高压液化气转换成高压燃气且高压燃气在高压蒸发器下游被导入到高压燃气喷射发动机；包括压缩机，该压缩机能与液化气罐流体连接，以从液化气罐供出蒸发气，其中该压缩机能在下游经由导入单元与冷凝器的内腔流体连接，以将蒸发气导入内腔；其还包括凝结核发生器，该凝结核发生器与高压泵在下游流体连接，其中如此设计该凝结核发生器，即，该凝结核发生器从高压液化气产生作为凝结核的液化气液滴，其中在凝结核发生器将凝结核送入内腔时，以经由凝结核促进导入的蒸发气的冷凝，从而自身从中形成液化气，并且在冷凝器中形成的液化气被导入高压泵和/或液化气罐。
[0007]该任务还尤其通过为高压燃气喷射发动机供应储存在液化气罐中的气体的燃气供给系统来解决，包括高压泵，来自液化气罐的液化气被送入该高压泵；包括其中布置有高压热交换器的冷凝器；包括高压蒸发器，它经由高压热交换器与高压泵相连并布置在冷凝器的下游，其中气体在高压蒸发器下游导入高压燃气喷射发动机；包括压缩机，来自液化气罐的蒸发气送到该压缩机，其中压缩机在下游经由导入单元与冷凝器连接，以将蒸发气导入冷凝器；以及包括凝结核发生器，液化气由高压泵导入该发生器，其中凝结核发生器和导入单元被如此配合地布置在冷凝器中，即，在冷凝器中由凝结核发生器产生的凝结核促进了导入的蒸发气的冷凝，从而使从中形成液化气，并将在冷凝器中自形成的液化气导入高压泵和/或液化气罐。
[0008]该任务尤其通过一种为高压燃气喷射发动机供应气体的方法来解决，其中该气体部分地作为液化气和部分地作为蒸发气储存在液化气罐中，其中来自液化气罐中的液化气被送至高压泵并由该高压泵压缩成高压液化气，其中将高压液化气接着送到布置在冷凝器中的高压热交换器并且随后将其送到高压蒸发器，其中在高压蒸发器中的高压液化气转变成高压燃气，从而产生处于高压下的燃气，该燃气被导入到高压燃气喷射发动机，其中来自液化气罐中的蒸发气被送到压缩机并且接着被送到冷凝器中，其中在凝结核发生器中从高压液化气中产生呈液化气液滴形式的凝结核流，在冷凝器中的该凝结核流被送到导入的蒸发气，以通过液化气液滴促进蒸发气冷凝成液化气，并通过此方式将在冷凝器中形成的液化气送到高压泵和/或液化气罐。
[0009]此外，该任务还尤其通过一种为高压燃气喷射发动机供应燃气的方法来解决，该燃气部分地作为液化气且部分地作为蒸发气储存在液化气罐中，通过此方式将来自液化气罐的液化气送到高压泵，接着送到布置在冷凝器中的高压热交换器，随后送到高压蒸发器，从而产生处于高压状态下的燃气，该燃气被送到高压燃气喷射发动机，通过此方式将蒸发气送到压缩机并接着将其导入冷凝器，并在冷凝器中将凝结核导入到引入的蒸发气，以促进蒸发气到液化气的冷凝，并通过此方式将冷凝器中形成的液化气导送到高压泵和/或液化气罐。
[0010]根据本专利技术的燃气供给系统使用为将蒸发气冷凝成液化气的冷凝器。为此，通过
凝结核发生器的帮助从液化气中产生凝结核，这些凝结核在冷凝器内部与位于冷凝器的内腔的蒸发气接触，从而使蒸发气粘附在凝结核处，且在此冷凝成液化气。凝结核优选通过高压液化气的帮助而产生，该高压液化气通过喷嘴，尤其是喷头导出，从而通过喷嘴的帮助产生大量的作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于为高压燃气喷射发动机(2)供应储存在液化气罐(3)中的、尤其是液化天然气罐中的气体的燃气供给系统(1)，包括能与液化气罐(3)流体连通地连接的高压泵(5)，以将液化气(F1)从液化气罐(3)供出并将其压缩成高压液化气，包括其中布置有高压热交换器(13)的冷凝器(6)，包括高压蒸发器(7)，它经由高压热交换器(13)与高压泵(5)流体连通地连接并且布置在冷凝器(6)的下游，其中高压蒸发器(7)将高压液化气转变成高压燃气，且高压燃气被送到位于高压蒸发器(7)下游的高压燃气喷射发动机(2)，包括能与液化气罐(3)流体连通地连接的压缩机(9)以从液化气罐(3)供出蒸发气(F2)，其中压缩机(9)在下游经由导入单元(15d)与冷凝器(6)的内腔(6d)流体连通地连接以将蒸发气(F2)导入内腔(6d)；以及包括在上游与高压泵(5)流体连通地连接的凝结核发生器(10)，其中如此设计凝结核发生器(10)，即，它从高压液化气中产生液化气液滴(10a)，这些液滴作为凝结核，其中凝结核发生器(10)将凝结核导入内腔(6d)，以通过凝结核促进导入的蒸发气(F2)冷凝，从而从中形成液化气(F1)，且在冷凝器(6)中形成的液化气(F1)被导入高压泵(5)和/或液化气罐(3)。2.根据权利要求1所述的燃气供给系统(1)，其特征在于，布置在压缩机(9)上游的热交换器(8)，该热交换器与供入的蒸发气(F2)热交换，且凝结核发生器(10)能在上游与热交换器(8)流体连通地连接且紧接着连接至高压泵(5)，从而使热交换器(8)与所供入的高压液化气换热。3.根据权利要求1所述的燃气供给系统(1)，其特征在于，布置在压缩机(9)上游的热交换器(8)，其与供入的蒸发气(F2)换热，且其中压缩机(9)在上游又与热交换器(8)流体连通地连接，从而热交换器(8)与由压缩机(9)压缩的蒸发气(F2)换热。4.根据前述权利要求中任一项所述的燃气供给系统(1)，其特征在于，蒸发气(F2)经导入单元(15d)从上方进入冷凝器(6)，高压热交换器(13)在冷凝器(6)内部沿竖直方向延伸，且如此布置高压热交换器(13)，即，高压液化气在高压热交换器(13)内从下向上地流动。5.根据前述权利要求中任一项所述的燃气供给系统(1)，其特征在于，凝结核发生器(10)具有至少一个高压喷嘴，优选喷嘴直径在1
‑
1000微米、尤其优选在5
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500微米范围内的高压喷嘴。6.根据前述权利要求中任一项所述的燃气供给系统(1)，其特征在于，如此布置凝结核发生器(10)，即，由凝结核发生器(10)产生的凝结核(10a)被导入冷凝器(6)的内腔(6d)中的冷凝部分(6a)，其中该内腔(6d)具有冷凝温度。7.根据权利要求4至6中任一项所述的燃气供给系统(1)，其中如此布置凝结核发生器(10)，即，凝结核沿液化气(F1)流动方向沿高压热交换器(13)的前二分之一的冷却管道、优选前三分之一的冷却管道进入冷凝器(6)的内腔(6d)。8.根据前述权利要求中任一项所述的燃气供给系统(1)，其特征在于，用于暂存蒸发气(F2)的储存容器(14)布置在液化气罐(3)的下游。9.根据前述权利要求中任一项所述的燃气供给系统(1)，其特征在于，高压泵(5)包括至少第一高压泵(5a)和第二高压泵(5b)，其中第一高压泵(5a)与凝结核发生器(10)流体连通地连接，并经由高压热交换器(13)与高压蒸发器(7)流体连通地连接，且其中第二高压泵(5b)旁路过高压热交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：伯克哈特压缩机股份公司，
类型：发明
国别省市：