船舶LNG发动机供气系统的制作方法

本发明涉及船舶设备技术领域，更确切地说是一种船舶lng发动机供气系统。

背景技术：

天然气作为一种清洁能源被越来越多的用作船舶发动机的燃料，但是气态的天然气占用的空间较大，不便于运输和储存，因而通常采用加压和降温的手段将气态天然气ng液化成液态天然气lng储存在在储罐中，储罐内的低温的lng吸收外界的热量后部分lng会蒸发成气态并使储罐内的压力升高，为了解决这一技术问题，现有技术中要为储罐配置相应的制冷系统以释放热量使储罐内的lng保持为低温的液态，与此同时lng在进入发动机前又必须通过汽化器吸收大量热量变为气态后再进入到发动机中。制冷系统和汽化器的运转都要耗费大量的能量。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种能够利用lng进入发动机前汽化产生的冷量来冷却lng储罐内的lng，运行成本较低，结构简单的船舶lng发动机供气系统。

本发明通过下述技术方案来解决现有技术中所存在的技术问题：

一种船舶lng发动机供气系统，包括一储罐、一汽化器和一压缩机，所述的汽化器包括一第一流道和第二流道，所述的第一流道用于流通天然气，所述的汽化器的第一流道的一端与储罐相连接、所述的汽化器的第一流道的另一端与所述的压缩机的吸气口相连接，所述的汽化器的第二流道用于流通空气或水，所述的第一流道内的天然气能够通过所述的汽化器吸收第二流道内的空气或水的热量，所述的储罐包括一第一容腔和一第二容腔，所述的船舶lng发动机供气系统还包括一增压泵和一第一节流装置，所述的增压泵包括一入口和和出口，所述的增压泵的入口与所述的第一容腔的底部流体连通，所述的增压泵的出口与所述的第一节流装置的一端流体连通，所述的第一节流装置的另一端与所述的第二容腔流体连通，所述的第一容腔内存放有液化天然气，所述的增压泵能够将所述的第一容腔内的液化天然气泵进第二容腔中，所述的汽化器的第一流道的一端与一第二节流装置的一端流体连通，所述的第二节流装置的另一端与所述的第二容腔的底部流体连通。

作为本发明更优的技术方案，所述的压缩机包括一补气口，所述的船舶lng发动机供气系统还包括一补气管路，所述的补气管路的一端与所述的第二容腔的上部相连通，所述的补气管路的另一端与所述的补气口相连通。

作为本发明更优的技术方案，所述的船舶lng发动机供气系统还包括一过热器，所述的过热器包括第三流道和第四流道，所述的第三流道用于流通天然气，所述的第四流道用于流通空气或水，所述的第三流道内的天然气能够通过所述的汽化器吸收第四流道内的空气或水的热量，所述的第三流道构成所述的补气管路的一部分使得第二容腔内的气体在进入补气口前能够通过所述的过热器吸收第四流道内的空气或水的热量而达到过热状态。

作为本发明更优的技术方案，所述的储罐内布置有一隔板，所述的隔板将所述的储罐的内部空间分隔成第一容腔和第二容腔。

作为本发明更优的技术方案，所述的隔板平板结构，所述的隔板水平布置、竖直布置或倾斜布置。

作为本发明更优的技术方案，所述的隔板靠近所述的储罐的顶部水平布置，所述的储罐还包括一竖直布置的附件连接管，所述的附件连接管安装在所述的储罐的顶部，所述的附件连接管的一端布置在所述的储罐的外侧、另一端穿过所述的第二容腔以及所述的隔板流体连通所述的第一容腔的顶部。

作为本发明更优的技术方案，所述的隔板为圆筒形结构，所述的圆筒形结构的轴线水平布置或者竖直布置。

作为本发明更优的技术方案，所述的储罐为卧式储罐、立式储罐或球罐。

本发明的船舶lng发动机供气系统的优点是：能够利用lng进入发动机前汽化产生的冷量来冷却lng储罐内的lng，运行成本较低，结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例一的船舶lng发动机供气系统的结构示意图；

图2为本发明的实施例一的另一视角的船舶lng发动机供气系统的结构示意图；

图3为本发明的实施例二的船舶lng发动机供气系统的结构示意图；

图4为本发明的实施例三的船舶lng发动机供气系统的结构示意图；

图5为本发明的实施例四的船舶lng发动机供气系统的结构示意图；

图6为本发明的实施例五的船舶lng发动机供气系统的结构示意图；

其中：

1、储罐；11、第一容腔；12、第二容腔；13、隔板；14、附件连接管；

2、汽化器；

3、压缩机；

4、增压泵；

5、第一节流装置；

6、补气管路；61、过热器；

7、气液分离器；

8、第二节流装置。

具体实施方式

下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明的船舶lng发动机供气系统的优点是：能够利用lng进入发动机前汽化产生的冷量来冷却lng储罐内的lng，运行成本较低，结构简单。

实施例一：

如图1、图2所示，该船舶lng发动机供气系统，包括一储罐1、一汽化器2和一压缩机3，该储罐为卧式储罐；该汽化器2包括一第一流道和第二流道，该第一流道用于流通天然气，该汽化器2的第一流道的一端与储罐1相连接、该汽化器2的第一流道的另一端与该压缩机3的吸气口相连接，该汽化器2的第二流道用于流通空气或水，储罐1内储存的液态的天然气可以通过该第一流道流向压缩机，液态的天然气在流经该该第一流道时能够通过该汽化器2吸收第二流道内的空气或水的热量并变为气态，该压缩机3的排气口与发动机相连接从而使得该压缩机3能够将进入吸气口的压力较低的气态天然气压缩成压力较高的天然气后排至发动机的气缸中。该储罐1内的上部水平位置布置有一隔板13，该隔板13将储罐1的内部空间分隔成一下方的第一容腔11和一上方的第二容腔12，该第一容腔11内存放有液化天然气，该第一容腔11的底部布置有一增压泵4，该增压泵4的入口与该第一容腔11的底部流体连通，该增压泵4的出口通过一管路15与该第二容腔12流体连通，从而使得该增压泵4能够将该该第一容腔11内的液态天然气泵进该第二容腔12中，该管路15上设置有一第一节流装置5，高压的液态天然气经过该第一节流装置5的节流以后部分液态天然气气化成气态并吸收热量另一部分液态的天然气释放热量从而降低到更低的温度，该第二容腔12气态的天然气停留在第二容腔12的上部、该第二容腔12中的液态的天然气停留在该第二容腔12的底部，也就是说该第二容腔12中的低温的液态天然气停留在该隔板13的上方并与该隔板13接触；该第一容腔11内的液态天然气吸收热量后，部分液态天然气会气化成气态并上升到该第一容腔11的顶部，也就是说该第一容腔11内的气态天然气停留在该隔板13的下方并与该隔板接触；因而该第二容腔12底部的低温的液态天然气可以通过该隔板13吸收该第一容腔11顶部的气态天然气中的热量，使该第一容腔11内的气态的天然气重新凝结成液态的天然气，因而该第一容腔11内不需要另外配置制冷系统来冷凝该第一容腔11内气化的天然气，因而运行成本较低，而该第二容腔12内的天然气也可以初步吸收一定的热量。

该汽化器2的第一流道的一端流体连通该第二容腔12的底部，该压缩机3运行时自然可以将该第二容腔12底部的液态天然气抽出并流经该汽化器2的第一流道，液态的天然气流经该第一流道时可以通过该汽化器2吸收该第二流道内的空气或水的热量进而气化成气态并达到过热状态，过热状态可以避免气态天然气中含有小液滴。值得一提的是，汽化器2的各类繁多，部分汽化器并没有明显的用于供空气或水流通的第二流道，而是直接浸没于空气或水中从而吸收空气或水中的热量，例如空温型汽化器、水浴型汽化器，这样的汽化器并没有明显的用于供空气或水流过的通道，但是这种类型的汽化器的表面附近用于供空气或水流动的空间可以视为本专利所称的第二流道。

该压缩机3包括一补气口，该船舶lng发动机供气系统还包括一补气管路6，该补气管路6的一端与该第二容腔12的上部相连通，该补气管路6的另一端与该补气口相连通，该补气管路6上安装有一过热器61，该过热器61包括第三流道和第四流道，该第三流道用于流通天然气，该第四流道用于流通空气或水，该第三流道内的天然气能够通过该汽化器2吸收第四流道内的空气或水的热量，该第三流道构成该补气管路6的一部分使得第二容腔12内的气体在进入补气口前能够通过该过热器吸收第四流道内的空气或水的热量而达到过热状态。带有中间补气口的压缩机3可以提高压缩机的流量、提高压缩机的效率，本专利通过该压缩机的补气口来抽走该第二容腔12内的气态天然气，该第二容腔12内的气态制冷剂为饱和状态，因而容易含有小液滴，小液滴在进入压缩机3后会通过液击作用损坏压缩机，在该补气管路6上设置该过过热器61可以有效避免液击的情况发现，此外，还可以在该补气管路6的入口位置设置过滤装置，过滤装置可以通过过滤小液滴的形式避免液击情况发生。

储罐1是一种压力容器，因此其上有一些附件要求必须安装在压力容器的顶部，例如：安全阀就必须安装在储罐1的顶部，以便当储罐1内的压力过高时可以快速释放其内的气体，但是在此实施例当中，盛放有较多量液态天然气的第一容腔11的顶部却被该该第二容腔12所占据，无法安装此类附件。为解决这一技术问题，可以在该储罐1的顶部竖直安装一附件连接管14，该附件连接管14的一端布置在该储罐1的外侧、另一端穿过该第二容腔12以及该隔板13流体连通该第一容腔11的顶部。通过这一附件连接管14就可以将必须安装在压力容器顶部的附件安装在主要用于存放液态制冷剂的第一容腔11的顶部，使储罐1仍能够正常运行。该附件连接管14的数量可以根据具体的附件的数量而定，例如，某个储罐1需要安装两个安全阀才能够保证其安全运行，就可以在其上安装两个附件连接管14，每个附件连接管14上分别安装一个安全阀；如果需要安装更多的必须安装在压力容器顶部的附件，也可以设置更多的附件附件连接管14，不再赘述。

实施例二：

实施例二中的船舶lng发动机供气系统与实施例一中的船舶lng发动机供气系统大致相同，所不同的是，如图3所示，实施例二中的储罐1中的隔板13靠近储罐1的底部水平布置，这一结构使得盛放较多液态液态天然气的第一容腔11位于该储罐1的上部、第一容腔11内的液态天然气位于该隔板13的上方，而存放更低温的气态和液态天然气的第二容腔12则位于该储罐1的底部，这一结构使得第二容腔12内的气态和液态天然气能够快速的通过该隔板13吸收位于该第一容腔11内的液态天然气的热量使其快速达到过冷状态，过冷状态的液态天然气不容易蒸发为气态天然气；在本实施例二中，该储罐1的内部的最高点也是该第一容腔11内部的最高点，因而诸如安全阀之类的必须安装在压力容器最高点的附件可以直接安装在该储罐1上，而不需要设置实施例一中的附件连接管14。

实施例三：

实施例三中的船舶lng发动机供气系统与实施例一中的船舶lng发动机供气系统大致相同，所不同的是，如图4所示，实施例三中的储罐1中的隔板13竖直布置在该储罐1的内部的右侧，很星显然，在其它实施例中，该隔板13也可以竖直布置在该储罐1的内部的左侧或者正中位置。这一结构使得盛放较多液态液态天然气的第一容腔11位于该储罐1的左侧、而存放更低温的气态和液态天然气的第二容腔12则位于该储罐1的右侧；第一容腔11和第二容腔12的各自的内部的天然气在重力的作用下分为位于上部的气态天然气和位于下部的液态天然气，这一结构使得第一容腔11内上部的气态天然气大致能够通过该隔板13向该第二容腔12内上部的低温的气态天然气传递热量、第一容腔11内下部的态态的天然气大致能够通过该隔板13向该第二容腔12内的低温的液态天然气传递热量。在实施例一和实施例二中，隔板上下两侧的介质分别是液态天然气和气态天然气，液态天然气与隔板的传热系数要显著高于气态天然气与隔板的传热系数，因而隔板两侧的液态天然气和气态天然气之间的热传递效率会受到传递效果会受到气态天然气与隔板之间的限制，因而整体传热效率也会受到影响；而在本实施例三中，虽然该第一容腔11与该第二容腔12内的液位高度并不相同，但是仍然能够大致使第一容腔11内上部的气态天然气与第二容腔12内上部的气态天然气传递热量、第一容腔11内下部的液态与该第二容腔12内下部的液态天然气之间传递热量，因而实施例三中的这种结构具备更好的热传递效率，既能够使第一容腔11内的气态天然气快速重新凝结成液态天然气，也能够快速的使该第一容腔11内的液态天然气快速达到过冷状态，此外，实施例三的这一结构中的第二容腔12的内部高度较实施例一和实施例二中的第二容腔12的内部高度更大，因而气液分离的效果更好，实施例三中补气管路6中的气体带液量自然也较少，因而过热器61的容量可以设计得较小一些；此外，实施例三中的这一结构还使得该储罐1的内部的最高点仍然是该第一容腔11的最高点，因而诸如安全阀之类的必须安装在压力容器最高点的附件可以直接安装在该储罐1上，而不需要设置实施例一中的附件连接管14；这些都有助于降低成本。

实施例四：

实施例四中的船舶lng发动机供气系统与实施例四中的船舶lng发动机供气系统大致相同，所不同的是，如图5所示，实施例四中的储罐1中的隔板13倾斜布置在该储罐1的内部的右上侧，而实施例三中，该隔板13竖直布置在该储罐1内部的右侧；在实施例三中，当该第一容腔11内盛放的液态制冷剂接近于盛满状态时，该第二容腔12内的低温的天然气无法通过该隔板13吸收该第一容腔11内的液态制冷剂，而将该隔板13倾斜布置在该储罐1的内部的右上侧，可以较好的解决这一技术问题，但是实施例四中的第二容腔12的高度也较实施例三中的第二容腔12的高度低，因而气液分离效果也较实施例三中的第二容腔12的气液分离效果差。

实施例五：

实施例一至实施例四中的隔板13与储罐1内壁的连接尺寸较长，因而在实际生产时有较大的焊接工作量，生产成本较高，而且这些焊接工作是在该储罐1内部完成的，工人的工作环境也较为恶劣。为解决这一技术问题，本发明提供了实施例五，如图6所示，实施例五的结构大致与实施例三类似，所不同的是，在实施例五中，该该隔板13为圆筒形结构，该圆筒形结构的轴线竖直布置。该圆筒形结构可以先在储罐1外制作完成，然后再放进储罐1焊接固定即可，在实施例五中，该圆筒形结构所围成的内侧的圆柱形空间就是第二容腔12，很显然该第二容腔12的高度等于该储罐1的直径，也就是说大于实施例三中的第二容腔12的高度，因而气液分离效果更好。而且也能够实现类似实施例三的技术效果，也即第一容腔11内的气态天然气大致与第二容腔12内的气态天然气通过隔板13传递热量、第一容腔11内的液态天然气大致与第二容腔12内的液态天然气传递热量，因而热传递效率较高。

在实施例五中，该隔板围成的圆筒形结构竖直布置，而在其它实施例中，该隔板13围成的圆筒形结构也可以水平布置，此种情况下，圆筒形结构的两端需要使用端盖密封。若该圆筒形结构靠近该储罐1内部的上部布置，则圆筒形结构构成的第二容腔12内的液态天然气可以通过该隔板吸收该第一容腔11内的气态天然气的热量使第一容腔11内的气态天然气能够重新变为液态，达到再液化的效果；若该圆筒形结构靠近该储罐1内部的下部布置，则圆筒形结构构成的第二容腔12内的液态天然气可以通过该隔板吸收该第一容腔11内的液态天然气的热量使第一容腔11内的气态天然气能够重新变为液态，达到再液化的效果。

实施例一至六中的储罐1均为卧式储罐，上述实施例中的技术方案显然也适用于常见的立式储罐或球罐，本领域内的普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，可以很容易将上述适用于卧式储罐的技术方案应用于液化天然气的常见存储容器立式储罐和球罐中。

以上仅仅是本发明的部分实施方式的设计思路，在系统允许的情况下，本发明可以扩展为同时外接更多的功能模块，从而最大限度扩展其功能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。