LNG船舶输料冷冻系统及其冷冻输料方法

摘要

LNG船舶输料冷冻系统，包括LNG储存罐、船舶内燃机和氮气储存罐，所述船舶内燃机上连接有内燃机排气口，所述LNG储存罐(布设在LNG船舶上，其特征在于：LNG储存罐连接有LNG输送内管，所述LNG输送内管的外围还包裹有外保护管，LNG储存罐与BOG储存罐之间还连接有BOG输出管，氮气储存罐的下方安装有液氮储罐；本发明的有益效果，本本发明可以在LNG转移过程中对输料的管道进行冷冻，使管道内形成低温层，避免了LNG的转移过程中的遇热挥发，减少了损耗，适合推广使用。

说明书

技术领域

本发明涉及LNG船舶运输领域，尤其涉及一种LNG船舶BOG回收系统及其运行方法。

背景技术

LNG(Liquefied Natural Gas)，即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要由甲烷构成。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间，而且具有热值大、性能高等特点。

LNG是一种清洁、高效的能源。由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。BOG：Boil Off Gas闪蒸气，蒸发气。BOG的来源：低温状态LNG从液化工厂装出来之后，一般通过LNG槽车模式运输，由于在存储、运输等过程中，不可避免的能源会和外界进行热交换，从而导致槽车内部的LNG温度升高，因此部分液态蒸发产生BOG(Boil off Gas)闪蒸气。BOG形成之后回增加存储容器的压力，当压力达到一定压力时，会冲开安全阀，把多余的天然气排放到大气中，以缓解储罐内部的压力，避免爆炸险情。

在LNG的转移过程中，通过LNG运输船舶转移到LNG专用的运输槽罐车的过程中会接触到热量，因此会造成挥发严重，对LNG的损耗较多。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种LNG船舶输料冷冻系统及其冷冻输料方法，本发明可以在LNG转移过程中对输料的管道进行冷冻，使管道内形成低温层，避免了LNG的转移过程中的遇热挥发，减少了损耗。

本发明所采用的技术方案如下：

LNG船舶输料冷冻系统，包括LNG储存罐、船舶内燃机和氮气储存罐，所述船舶内燃机上连接有内燃机排气口，所述LNG储存罐(布设在LNG船舶上，其特征在于：LNG储存罐连接有LNG输送内管，所述LNG输送内管的外围还包裹有外保护管，LNG储存罐与BOG储存罐之间还连接有BOG输出管，氮气储存罐的下方安装有液氮储罐；

所述船舶内燃机上分别安装有带轮一、带轮二、副带轮和主轴杆，其中：船舶内燃机驱动带轮二旋转，所述带轮一、带轮二和主轴杆之间连接有齿形V带，所述齿形V带与副带轮啮合，所述带轮一还连接有传动轴穿过船舶内燃机延伸到船舶内燃机的另一侧；传动轴上均布安装有凸轮二，所述凸轮二的下方设有BOG活塞空压机安装在BOG储存罐上，凸轮二的侧边设有活塞泵一，其中：活塞泵一与氮气储存罐连接有氮气输入管一，所述活塞泵一还与LNG输送内管之间连接有氮气供给管；BOG活塞空压机与液态BOG存储罐之间连接有液态BOG输出管，BOG存储罐与船舶内燃机之间连接有液态BOG供给管；

所述主轴杆的上均布安装有通过凸轮一带动往复运动的活塞泵二；所述活塞泵二连接有液氮供给管连接于外保护管与LNG输送内管之间，液氮储罐与活塞泵二之间连接有液氮输入管，外保护管的末端连接有液氮回收管，液氮回收管上安装有控制阀门一，液氮回收管还连接有回收泵，所述回收泵连接有与液氮储罐连接的液氮回流管；LNG输送内管上设有排出口，排出口上安装有控制阀门二，排出口与氮气储存罐之间连接有氮气回流管，氮气回流管上还安装有抽气泵，排出口布设在输送架上。

本发明的另外一种实施方还包括多个上下布设的轴杆，所述轴杆之间上通过齿轮相互啮合传动，其中：最顶部的轴杆与副带轮之间连接有传送带，最底部的轴杆连接有电机。

基于上述装置，本发明还提出一种LNG船舶输料冷冻系统的冷冻输料方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)LNG船舶在运输过程中，船舶的船舶内燃机在运转，LNG储存罐运输产生的BOG呈汽态直接通过BOG输出管被送入BOG储存罐内，之后船舶内燃机通过驱动带轮二旋转通过齿形V带带动带轮一旋转使传动轴旋转；

2)传动轴带动凸轮二旋转同时对活塞泵一和BOG活塞空压机进行作用，使BOG活塞空压机对BOG储存罐内的汽态BOG进行加压变成液态并通过液态BOG输出管送入BOG存储罐内，BOG存储罐通过液态BOG供给管将LNG输送到船舶内燃机内使用；

3)当LNG储存罐需要进行卸载时，首先通过活塞泵一将氮气储存罐内的氮气进行抽出，然后通过在凸轮二的作用下，活塞泵一不断做往复运动将氮气边抽出边压入到氮气供给管内而送入LNG输送内管内对管内进行提前降温；

4)在齿形V带的驱动带动主轴杆旋转使凸轮一带动活塞泵二做往复运动将液氮储罐抽出到液氮输入管内之后经过活塞泵二之后再通过液氮供给管送入到外保护管与LNG输送内管之间形成低温层，此时降温完成；

5)将氮气回流管连接排出口，打开控制阀门二，启动抽气泵开始将LNG输送内管的氮气抽回到氮气储存罐内，之后将氮气回流管与排出口分离，之后将排出口与LNG槽罐车的进料管道连接；

6)开始输料，将LNG储存罐内的LNG转移到LNG槽罐车内，在此过程中，外保护管与LNG输送内管之间形成的低温层一直使LNG输送内管保持低温环境，这样LNG在输料过程中不会被蒸发损耗；

7)LNG传输完成之后，打开控制阀门一，通过回收泵将外保护管与LNG输送内管之间的液氮进行回收，通过液氮回流管送回到液氮储罐内。

本发明的有益效果，本本发明可以在LNG转移过程中对输料的管道进行冷冻，使管道内形成低温层，避免了LNG的转移过程中的遇热挥发，减少了损耗，适合推广使用。

附图说明

图1是本发明LNG船舶输料冷冻系统的整体结构示意图；

图2是本发明图1的进一步拆解结构示意图；

图3是本发明图2另一个视图方向的结构示意图；

图4是本发明图1另一个视图方向的结构示意图；

图5是本发明图2的正视结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图所示，LNG船舶输料冷冻系统，包括LNG储存罐28、船舶内燃机13和氮气储存罐23，所述船舶内燃机13上连接有内燃机排气口4，所述LNG储存罐28布设在LNG船舶上，LNG储存罐28连接有LNG输送内管40，所述LNG输送内管40的外围还包裹有外保护管19，既形成了双层管，此外外保护管19上还安装有保温层，LNG储存罐28与BOG储存罐10之间还连接有BOG输出管27，氮气储存罐23的下方安装有液氮储罐24；

所述船舶内燃机13上分别安装有带轮一30、带轮二31、副带轮35和主轴杆41，其中：船舶内燃机13驱动带轮二31旋转，所述带轮一30、带轮二31和主轴杆41之间连接有齿形V带32，所述齿形V带32与副带轮35啮合，所述带轮一30还连接有传动轴11穿过船舶内燃机13延伸到船舶内燃机13的另一侧；传动轴11上均布安装有凸轮二8，所述凸轮二8的下方设有BOG活塞空压机9安装在BOG储存罐10上，凸轮二8的侧边设有活塞泵一7，其中：活塞泵一7与氮气储存罐23连接有氮气输入管一12，所述活塞泵一7还与LNG输送内管40之间连接有氮气供给管15；BOG活塞空压机9与液态BOG存储罐25之间连接有液态BOG输出管26，BOG存储罐25与船舶内燃机13之间连接有液态BOG供给管14。

主轴杆41的上均布安装有通过凸轮一42带动往复运动的活塞泵二36；所述活塞泵二36连接有液氮供给管16连接于外保护管19与LNG输送内管40之间，液氮储罐24与活塞泵二36之间连接有液氮输入管22，外保护管19的末端连接有液氮回收管18，液氮回收管18上安装有控制阀门一45，液氮回收管18还连接有回收泵17，所述回收泵17连接有与液氮储罐24连接的液氮回流管20；LNG输送内管40上设有排出口1，排出口1上安装有控制阀门二46，排出口1与氮气储存罐23之间连接有氮气回流管21，氮气回流管21属于可拆装是安装，需要回收氮气是时安装连接，不需要时拆除，氮气回流管21上还安装有抽气泵，排出口1布设在输送架2上。

基于上述装置，本发明还提出一种LNG船舶输料冷冻系统的冷冻输料方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)LNG船舶在运输过程中，船舶的船舶内燃机13在运转，LNG储存罐28运输产生的BOG呈汽态直接通过BOG输出管27被送入BOG储存罐10内，之后船舶内燃机13通过驱动带轮二31旋转通过齿形V带32带动带轮一30旋转使传动轴11旋转；

2)传动轴11带动凸轮二8旋转同时对活塞泵一7和BOG活塞空压机9进行作用，使BOG活塞空压机9对BOG储存罐10内的汽态BOG进行加压变成液态并通过液态BOG输出管26送入BOG存储罐25内，BOG存储罐25通过液态BOG供给管14将LNG输送到船舶内燃机13内使用；

3)当LNG储存罐28需要进行卸载时，首先通过活塞泵一7将氮气储存罐23内的氮气进行抽出，然后通过在凸轮二8的作用下，活塞泵一7不断做往复运动将氮气边抽出边压入到氮气供给管15内而送入LNG输送内管40内对管内进行提前降温；

4)在齿形V带32的驱动带动主轴杆41旋转使凸轮一42带动活塞泵二36做往复运动将液氮储罐24抽出到液氮输入管22内之后经过活塞泵二36之后再通过液氮供给管16送入到外保护管19与LNG输送内管40之间形成低温层，此时降温完成；

5)将氮气回流管21连接排出口1，打开控制阀门二46，启动抽气泵开始将LNG输送内管40的氮气抽回到氮气储存罐23内，之后将氮气回流管21与排出口1分离，之后将排出口1与LNG槽罐车的进料管道连接；

6)开始输料，将LNG储存罐28内的LNG转移到LNG槽罐车内，在此过程中，外保护管19与LNG输送内管40之间形成的低温层一直使LNG输送内管40保持低温环境，这样LNG在输料过程中不会被蒸发损耗；

7)LNG传输完成之后，打开控制阀门一45，通过回收泵17将外保护管19与LNG输送内管40之间的液氮进行回收，通过液氮回流管20送回到液氮储罐24内。

实施例2

如图所示，LNG船舶输料冷冻系统，包括LNG储存罐28、船舶内燃机13和氮气储存罐23，所述船舶内燃机13上连接有内燃机排气口4，所述LNG储存罐28布设在LNG船舶上，LNG储存罐28连接有LNG输送内管40，所述LNG输送内管40的外围还包裹有外保护管19，既形成了双层管，此外外保护管19上还安装有保温层，LNG储存罐28与BOG储存罐10之间还连接有BOG输出管27，氮气储存罐23的下方安装有液氮储罐24；

所述船舶内燃机13上分别安装有带轮一30、带轮二31、副带轮35和主轴杆41，其中：船舶内燃机13驱动带轮二31旋转，所述带轮一30、带轮二31和主轴杆41之间连接有齿形V带32，所述齿形V带32与副带轮35啮合，所述带轮一30还连接有传动轴11穿过船舶内燃机13延伸到船舶内燃机13的另一侧；传动轴11上均布安装有凸轮二8，所述凸轮二8的下方设有BOG活塞空压机9安装在BOG储存罐10上，凸轮二8的侧边设有活塞泵一7，其中：活塞泵一7与氮气储存罐23连接有氮气输入管一12，所述活塞泵一7还与LNG输送内管40之间连接有氮气供给管15；BOG活塞空压机9与液态BOG存储罐25之间连接有液态BOG输出管26，BOG存储罐25与船舶内燃机13之间连接有液态BOG供给管14。

主轴杆41的上均布安装有通过凸轮一42带动往复运动的活塞泵二36；所述活塞泵二36连接有液氮供给管16连接于外保护管19与LNG输送内管40之间，液氮储罐24与活塞泵二36之间连接有液氮输入管22，外保护管19的末端连接有液氮回收管18，液氮回收管18上安装有控制阀门一45，液氮回收管18还连接有回收泵17，所述回收泵17连接有与液氮储罐24连接的液氮回流管20；LNG输送内管40上设有排出口1，排出口1上安装有控制阀门二46，排出口1与氮气储存罐23之间连接有氮气回流管21，氮气回流管21属于可拆装是安装，需要回收氮气是时安装连接，不需要时拆除，氮气回流管21上还安装有抽气泵，排出口1布设在输送架2上。

在船舶靠岸处于停泊状态时，船舶内燃机13是不工作的，因此，本实施例还包括多个上下布设的轴杆29，所述轴杆29之间上通过齿轮5相互啮合传动，其中：最顶部的轴杆与副带轮35之间连接有传送带(34)，最底部的轴杆连接有电机。

基于上述装置，本发明还提出一种LNG船舶输料冷冻系统的冷冻输料方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)当LNG船舶靠岸，船舶内燃机13不工作，此时电机带动最底部的轴杆旋转，通过齿轮5相互啮合传动使多个轴杆29进行联动，通过齿形V带32带动带轮一30旋转使传动轴11旋转，LNG储存罐28运输产生的BOG呈汽态直接通过BOG输出管27被送入BOG储存罐10内；

2)传动轴11带动凸轮二8旋转同时对活塞泵一7和BOG活塞空压机9进行作用，使BOG活塞空压机9对BOG储存罐10内的汽态BOG进行加压变成液态并通过液态BOG输出管26送入BOG存储罐25内保存；

3)当LNG储存罐28需要进行卸载时，首先通过活塞泵一7将氮气储存罐23内的氮气进行抽出，然后通过在凸轮二8的作用下，活塞泵一7不断做往复运动将氮气边抽出边压入到氮气供给管15内而送入LNG输送内管40内对管内进行提前降温；

4)在齿形V带32的驱动带动主轴杆41旋转使凸轮一42带动活塞泵二36做往复运动将液氮储罐24抽出到液氮输入管22内之后经过活塞泵二36之后再通过液氮供给管16送入到外保护管19与LNG输送内管40之间形成低温层，此时降温完成；

5)将氮气回流管21连接排出口1，打开控制阀门二46，启动抽气泵开始将LNG输送内管40的氮气抽回到氮气储存罐23内，之后将氮气回流管21与排出口1分离，之后将排出口1与LNG槽罐车的进料管道连接；

6)开始输料，将LNG储存罐28内的LNG转移到LNG槽罐车内，在此过程中，外保护管19与LNG输送内管40之间形成的低温层一直使LNG输送内管40保持低温环境，这样LNG在输料过程中不会被蒸发损耗；

7)LNG传输完成之后，打开控制阀门一45，通过回收泵17将外保护管19与LNG输送内管40之间的液氮进行回收，通过液氮回流管20送回到液氮储罐24内。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。