一種車用、船用lng氣化及冷媒傳導裝置的製作方法
2023-06-14 08:17:51 1
專利名稱：一種車用、船用lng氣化及冷媒傳導裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及LNG氣化技術領域，特別涉及一種車用、船用LNG氣化及冷媒傳導裝置。該裝置不僅利用LNG良好的熱動力性能和低碳環保特性，還巧妙地利用了 LNG使用過程中放空的大量冷能，使原本車、船冷藏系統所需消耗的能源得以節省，從而達到低碳環保、大運量、低成本的冷藏運輸目的，成為冷鏈運輸的重要工具。
背景技術：
LNG是目前最具低碳環保特徵的新能源之一，LNG主要成分是甲烷，無色、無味、無毒且無腐蝕性，其體積約為同量氣態天然氣體積的1/600，重量為同體積水的45%左右，熱值為52MMBtu = 2. 5 X 108cal。燃燒後主要生成水。LNG作為新能源動力應用於汽車已是成熟技術，然而用於船舶還是一項新課題。目前可見案例僅為柴氣混合動力船舶，如申請號20102(^91238. 1公開的「新型內河柴油-LNG雙燃料混合動力船」。LNG使用過程中，從_162°C的液態到0°C左右的氣態將釋放大量的冷能，如何利用這一部分的冷能目前還沒有相關的文獻報導。現代物流迫切需要冷鏈為農產品保鮮運輸服務，現在至於公路燃油冷藏車、燃油冷藏集卡可提供此類服務，但因既要運輸動力又要不斷製冷，造成油料消耗量很大，運輸成本很高。而低碳環保、低成本、大運量、安全的冷藏運輸船舶還沒有出現。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於針對現有技術的不足而提供一種車用、船用LNG氣化及冷媒傳導裝置，其不僅利用LNG良好的熱動力性能和低碳環保特性，還巧妙地利用了 LNG使用過程中放空的大量冷能，使原本車、船冷藏系統所需消耗的能源得以節省，從而達到低碳環保、大運量、低成本的冷藏運輸目的。本實用新型所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實現一種車用、船用LNG氣化及冷媒傳導裝置，包括一 LNG儲罐、LNG氣化裝置、動力系統，所述LNG氣化裝置具有一氣化室和位於氣化室內的熱交換器，所述LNG儲罐通過LNG輸送管線及閥門接至氣化室的輸入端，所述氣化室的輸出端通過管線及閥門連接至動力系統中的燃氣動力機組；所述熱交換器管程的輸入端通過管線及冷媒泵站連接到車或船的空調系統的冷媒出口端，所述熱交換器管程的輸出端通過管線及閥門連接到車或船的製冷系統的冷媒入口，所述製冷系統的冷媒出口通過管線及閥門連接到所述車或船的空調系統的冷媒入口端。在本實用新型的一個優選實施例中，在所述熱交換器管程的輸入端與所述冷媒泵站之間串聯一冷媒預熱裝置。在本實用新型的一個優選實施例中，所述熱交換器管程的輸出端與所述製冷系統的冷媒入口之間設置有一冷能儲存裝置。[0011]本實用新型所述的燃氣動力機組的燃料輸入口通過管線及閥門連接至氣化室的輸出端；所述燃氣動力機組的動力輸出端通過傳動機構連接一發電機；所述發電機的電力輸出端通過車或船的供電系統給所述車或船的製冷系統和空調系統供電。本實用新型還包括一蓄電池組，所述發電機的電力輸出端通過充電機連接所述蓄電池組，所述蓄電池組還連接所述船舶供電系統。在本實用新型一個優選實施例中，在所述氣化室的輸入端設置有噴淋頭，所述噴淋頭將LNG噴淋到所述熱交換器的管程上。本實用新型所述冷媒選自-60°C至-130°C的遼寧朝陽光達化工有限公司產品LM-7冰河冷媒。由於採用了如上的設計方案，本實用新型創造性利用LNG使用過程中放空的大量冷能為船舶製冷系統和中央空調系統提供冷能，使原本車、船冷藏系統所需消耗的能源得以節省，從而達到低碳環保、大運量、低成本的冷藏運輸目的，成為冷鏈運輸的重要工具。
圖1為本實用新型應用於的LNG動力冷藏船的原理框圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，
以下結合附圖，進一步闡述本實用新型。本實施例的LNG動力冷藏船為一艘能在內河四級以上航道航行的LNG動力冷藏運輸船。該LNG動力冷藏運輸船與現有冷藏船在船體結構上基本相同，也是具有一個船殼，該船殼包括外殼和露天甲板，並具有一個前部分、一個後部分和一個中部分，後部分具有一個帶駕駛橋樓和生活艙的甲板上層結構和船舶推進艙，船殼的中部分為冷藏倉，前部分為船頭和儲存倉。參見圖1，該LNG動力冷藏船還包括動力系統、製冷系統100、照明系統200、中央空調系統300以及船舶供電系統500，其中製冷系統100為冷藏倉600提供冷源，中央空調系統300對駕駛橋樓和生活艙的空氣進行調節。動力系統包括一 LNG儲罐700、LNG氣化裝置800、船舶推進系統，LNG氣化裝置800和船舶推進系統設置在船舶推進艙內，LNG儲罐700設置在船殼的後部分。LNG儲罐700內壓約為2帕，在LNG儲罐700裝有多重保溫防護設施以及進料閥、導管、出料閥、漏氣報警器、疏壓閥、燃燒消氣器、支架等。該LNG儲罐700的結構基本與現有LNG儲罐的結構相同，在此不在贅述。LNG氣化裝置800具有一氣化室810和位於氣化室810內的熱交換器820，LNG儲罐700的出料閥通過LNG輸送管線接至氣化室810的輸入端的進料閥。氣化室810為一耐壓容器，其上還裝有導管、噴頭、出氣閥、傳感器、減壓閥，進料閥與噴頭連接，LNG儲罐700內的LNG通過出料閥、LNG輸送管線、進料閥流入氣化室810，由噴頭將液態的LNG噴灑在熱交換器820上，LNG吸收熱交換器820內冷媒所載熱量即從液態轉化為氣態，同時將冷能傳遞到熱交換器820內的冷媒上。氣化的天然氣通過出氣閥以及減壓閥和管線，由船舶推進系統中的燃氣動力機組900燃料輸入口送至船舶推進系統中的燃氣動力機組900內進行燃燒，做功產生動力，燃氣動力機組900的動力輸出端通過傳動機構帶動發電機組1000發電。燃氣動力機組900可選用濰柴動力200 800馬力的LNG燃氣動力機。發電機組1000的電力輸出端一方面接入船舶供電系統500給製冷系統100、照明系統200、中央空調系統300供電並給電推進系統1100提供電力。另一方面通過充電機對蓄電池組1200進行充電，蓄電池組1200也接入船舶供電系統500，以備在燃氣動力機組900停止工作時，維持供電。蓄電池組1200可選動力型磷酸鐵釩鋰電池。電推進系統1100是由電動機、傳動系統和推進器組成，傳統系統分為單軸的直線傳動系統、Z型傳動系統和吊艙式傳動系統，推進器可採用對轉槳的套軸傳動推進器或噴水推進器。電動機可以直接採用直流調速電機，也可以採用交流變頻電機。電動機可以採用臥式或直立式安裝。熱交換器820管程的輸入端通過管線及冷媒預熱器1300、冷媒泵站400連接到中央空調系統300的冷媒出口端，熱交換器820管程的輸出端通過管線及閥門、冷能儲存器1400連接到製冷系統100的冷媒入口，製冷系統100的冷媒出口通過管線及閥門連接到中央空調系統300的冷媒入口端。冷媒由冷媒泵站400加壓後流出，經過冷媒預熱器1300預熱，進入熱交換器820內，冷媒所載熱量由LNG吸收產生氣化，同時將冷能傳導至冷媒，使冷媒處於超低溫；超低溫冷媒流經冷能儲存器1400，儲存部分冷能以備燃氣動力機組900停機時繼續供應冷能。冷媒進入製冷系統100，由製冷系統100中的風機完成冷熱交換達到冷藏倉600所需的溫度。冷媒流出製冷系統100進入船舶其他冷卻系統或中央空調系統300，以釋放剩餘冷能提高冷媒溫度。當冷媒返回冷媒泵站400再次進入氣化室810前，根據冷媒即時溫度採用冷媒預熱器1300進行預加熱調節，以達到氣化室810所需溫度。冷媒選用_60°C至-130°C的遼寧朝陽光達化工有限公司產品LM-7冰河冷媒。冷能儲存器1400可選納米多孔石墨作為冷能儲存介質。冷媒預熱器1300可採用電加熱、太陽能加熱、自然空氣及燃氣動力機組900餘熱加熱方式進行加熱，還可根據具體情況組合應用。本實施例的LNG動力冷藏船採用控制系統進行控制，整個控制系統由三個分控系統和一個總控系統組成，整個控制系統安裝在駕駛橋樓內。總控系統支配三個分控系統有機運作。整個控制系統由計算機、傳感器、電纜和軟體組成。其中一個分控系統可根據燃氣動力機組900用氣量對LNG進入氣化室810內的流量進行控制，還對氣化室810內的氣壓進行控制，根據LNG氣化所需溫度對冷媒預熱溫度進行控制以及冷媒流速進行控制，其中氣化是第一位的，必須確保燃氣動力機組900正常工作。其次是冷媒溫度控制，必須滿足LNG氣化溫度要求，又能滿足足夠的冷能供冷藏倉等使用。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求1.一種車用、船用LNG氣化及冷媒傳導裝置，其特徵在於，包括一 LNG儲罐、LNG氣化裝置、動力系統，所述LNG氣化裝置具有一氣化室和位於氣化室內的熱交換器，所述LNG儲罐通過LNG輸送管線及閥門接至氣化室的輸入端，所述氣化室的輸出端通過管線及閥門連接至動力系統中的燃氣動力機組；所述熱交換器管程的輸入端通過管線及冷媒泵站連接到車或船的空調系統的冷媒出口端，所述熱交換器管程的輸出端通過管線及閥門連接到車或船的製冷系統的冷媒入口，所述製冷系統的冷媒出口通過管線及閥門連接到所述車或船的空調系統的冷媒入口端。
2.如權利要求1所述的車用、船用LNG氣化及冷媒傳導裝置，其特徵在於，在所述熱交換器管程的輸入端與所述冷媒泵站之間串聯一冷媒預熱裝置。
3.如權利要求1所述的車用、船用LNG氣化及冷媒傳導裝置，其特徵在於，所述熱交換器管程的輸出端與所述製冷系統的冷媒入口之間設置有一冷能儲存裝置。
4.如權利要求1至3任一項權利要求所述的車用、船用LNG氣化及冷媒傳導裝置，其特徵在於，所述的燃氣動力機組的燃料輸入口通過管線及閥門連接至氣化室的輸出端；所述燃氣動力機組的動力輸出端通過傳動機構連接一發電機；所述發電機的電力輸出端通過車或船的供電系統給所述車或船的製冷系統和空調系統供電。
5.如權利要求4所述的車用、船用LNG氣化及冷媒傳導裝置，其特徵在於，本實用新型還包括一蓄電池組，所述發電機的電力輸出端通過充電機連接所述蓄電池組，所述蓄電池組還連接所述船舶供電系統。
6.如權利要求1所述的車用、船用LNG氣化及冷媒傳導裝置，其特徵在於，在所述氣化室的輸入端設置有噴淋頭，所述噴淋頭將LNG噴淋到所述熱交換器的管程上。
7.如權利要求1所述的車用、船用LNG氣化及冷媒傳導裝置，其特徵在於，所述冷媒選自-60°C至-130°C的遼寧朝陽光達化工有限公司產品LM-7冰河冷媒。
專利摘要本實用新型公開的一種車用、船用LNG氣化及冷媒傳導裝置，其包括一LNG儲罐、LNG氣化裝置、動力系統，LNG氣化裝置具有一氣化室和位於氣化室內的熱交換器，LNG儲罐接至氣化室的輸入端，氣化室的輸出端連接至動力系統中的燃氣動力機組；熱交換器管程的輸入端通過管線及冷媒泵站連接到車或船的空調系統的冷媒出口端，熱交換器管程的輸出端通過管線及閥門連接到車或船的製冷系統的冷媒入口，製冷系統的冷媒出口通過管線及閥門連接到車或船的空調系統的冷媒入口端。本實用新型創造性利用LNG使用過程中放空的大量冷能為船舶製冷系統和中央空調系統提供冷能，使原本冷藏系統所需消耗的能源得以節省，從而達到低碳環保、大運量、低成本的冷藏運輸目的。
文檔編號F25B41/00GK202328895SQ20112046847
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月22日 優先權日2011年11月22日
發明者楊彥華, 鍾震德 申請人:楊彥華, 鍾震德