船舶液化气加注系统及加注方法与流程

本发明涉及一种船舶液化气加注系统及加注方法。

背景技术：

1、随着国际海事组织(imo)对温室气体和各种空气污染物排放的法规加强，造船和航运业越来越多地使用天然气这种清洁能源作为船舶燃料气体来代替现有燃料，如重油和柴油。

2、燃料气体中广泛使用的天然气(natural gas)的主要成分为甲烷(methane)，通常被转化为体积减少至1/600的液化气(liquefied gas)状态。这种液化气在安装在船体上的隔热储罐中储存和运输。

3、同时，在向储罐注入液化气(例如lng)的加注过程中，储罐内部的压力可能会迅速升高。具体地，当输送液化气的管道冷却时可以产生气体，并且当储罐被lng冷却时可以产生气体。储罐内部积聚的蒸发气体会增加储罐的内部压力并引起储罐的变形和损坏，因此需要减少蒸发气体的产生量。

4、传统上，加注过程中产生的气体(蒸发气体)经过压缩机压缩后返回到液化气供应侧重新液化，或者进行燃烧处理或排放到外部。

5、因此，需要改进传统的加注过程，例如通过有效地进行加注，以最大限度地减少蒸发气体的产生量或最大限度地减少储罐压力的上升。

技术实现思路

1、要解决的技术问题

2、本发明的实施例旨在提供一种船舶液化气加注系统及加注方法，其能够在短时间内供应大量液化气，同时最大限度地减少在加注时接收液化气的储罐的压力增加。

3、技术方案

4、根据本发明的一个方面，可以提供一种船舶液化气加注系统，包括：储罐，设置在船舶，以储存液化气；顶部灌装线，向所述储罐的内侧上部供应液化气；底部灌装线，向所述储罐的内侧下部供应液化气；液位传感器，测量供应至所述储罐的液化气的液位；以及控制部，根据所述液位传感器测量的值调节通过所述顶部灌装线供应的液化气供应量和通过所述底部灌装线供应的液化气供应量。

5、所述顶部灌装线可连接至所述储罐的上部，所述底部灌装线可从所述顶部灌装线分支并延伸至所述储罐的内侧下部。

6、所述顶部灌装线可连接至所述储罐的上部，所述底部灌装线可连接至所述储罐的底部。

7、可进一步包括：第一阀门，设置在所述顶部灌装线，以调节通过所述顶部灌装线供应的液化气供应量；以及第二阀门，设置在所述底部灌装线，以调节通过所述底部灌装线供应的液化气供应量。

8、所述顶部灌装线可包括：喷射管线，被设置为将液化气喷射到所述储罐的内侧。

9、所述喷射管线可包括：多个孔，多个所述孔以规定间隔设置，以将流体直接喷射到液化气界面。

10、可进一步包括：喷射器，设置在所述顶部灌装线和所述底部灌装线中的至少一个灌装线，以从所述储罐中吸入部分蒸发气体，并冷凝成供应至所述喷射管线的液化气。

11、可进一步包括：蒸汽管线，将所述储罐中的部分蒸发气体供应至所述喷射器，其中，所述蒸汽管线包括止回阀和控制阀，设置在所述蒸汽管线，以调节蒸发气体的流量或压力。

12、可进一步包括：第一温度传感器，测量所述顶部灌装线的温度；以及第二温度传感器，测量所述储罐内部的温度。

13、所述第二温度传感器可包括：第三温度传感器，测量所述储罐下部的温度；以及第四温度传感器，测量所述储罐上部的温度。

14、可进一步包括：流量传感器，设置在所述顶部灌装线，以测量通过所述顶部灌装线供应的液化气流量。

15、可进一步包括：第一压力传感器，设置在所述顶部灌装线，以测量所述顶部灌装线的压力；以及第二压力传感器，设置在所述储罐，以测量所述储罐内部的压力。

16、根据本发明的另一个方面，可以提供一种船舶液化气加注方法，包括以下步骤：(a)加注时，通过连接至船舶储罐上部的顶部灌装线向所述储罐内侧供应液化气；以及(b)当通过所述顶部灌装线供应至所述储罐的液化气的液位达到第一设定值时，通过连接至所述储罐底部的底部灌装线向所述储罐内侧供应液化气；其中，在加注过程初期和加注过程末期，通过所述顶部灌装线供应的液化气供应量大于通过所述底部灌装线供应的液化气供应量，其中，所述加注过程初期为向所述储罐充入液化气直至达到所述第一设定值，且所述加注过程末期为将液化气充入到所述储罐的上部液位达到所述第二设定值。

17、可以提供一种船舶液化气加注方法，其中，在所述步骤(a)中，在所述加注过程初期，通过所述顶部灌装线将液化气流入所述储罐内部，并且测量所述顶部灌装线的温度和所述储罐内部的温度，当所述顶部灌装线和所述储罐内部之间的温差减小到设定值时，扩大设置在所述顶部灌装线的第一阀门的开度，以增加液化气的供应量。

18、可以提供一种船舶液化气加注方法，其中，在所述步骤(b)中，测量供应至所述储罐的液化气的液位，并且当所述测量的液位达到第一设定值时，减小设置在所述顶部灌装线的第一阀门的开度，扩大设置在所述底部灌装线的第二阀门的开度。

19、可以提供一种船舶液化气加注方法，进一步包括以下步骤：当同时使用所述顶部灌装线和所述底部灌装线供应液化气时，分别测量所述储罐下部和上部侧的温度；当所述储罐下部和上部侧的温差超过设定值时，扩大设置在所述顶部灌装线的第一阀门的开度，使得通过所述顶部灌装线的液化气供应量大于通过所述底部灌装线的液化气供应量。

20、可以提供一种船舶液化气加注方法，其中，所述顶部灌装线连接至喷射管线，所述喷射管线设置在所述储罐内侧上部且形成多个孔，并且所述船舶液化气加注方法进一步包括以下步骤：基于所述顶部灌装线和所述储罐内部之间的压力差，控制所述顶部灌装线第一阀门的开度，使得通过所述喷射管线的多个孔流出的流量均匀。

21、可以提供一种船舶液化气加注方法，其中，控制所述顶部灌装线第一阀门的开度，使得在以下数学式中多孔的cd值增加：

22、<数学式>

23、

24、所述数学式中，q为通过顶部灌装线供应的液化气的流量，cd为多个孔的喷射效率，a为整个多个孔的截面积，△p为顶部灌装线的压力和储罐内部压力之间的差，ρ为顶部灌装线的流体密度。

25、可以提供一种船舶液化气加注方法，其中，使用所述第一阀门控制q值，使得所述cd值为0.6以上。

26、有益效果

27、根据本发明实施例的船舶液化气加注系统及加注方法能够在短时间内供应大量液化气，同时最大限度地减少在加注时接收液化气的储罐的压力增加。

28、此外，通过在加注过程初期和末期增加通过顶部灌装线供应的液化气供应量，抑制储罐的压力上升，在同时使用顶部灌装线和底部灌装线时，通过决定两者之间的流量比实现有效加注，同时最大限度地减少储罐的压力上升。

29、本发明的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员从权利要求的描述中将清楚地理解未提及的其他效果。

1.一种船舶液化气加注系统，其中，包括：

2.根据权利要求1所述的船舶液化气加注系统，其中，

3.根据权利要求1所述的船舶液化气加注系统，其中，

4.根据权利要求1所述的船舶液化气加注系统，其中，进一步包括：

5.根据权利要求1所述的船舶液化气加注系统，其中，

6.根据权利要求5所述的船舶液化气加注系统，其中，

7.根据权利要求1所述的船舶液化气加注系统，其中，进一步包括：

8.根据权利要求7所述的船舶液化气加注系统，其中，进一步包括：

9.根据权利要求1所述的船舶液化气加注系统，其中，进一步包括：

10.根据权利要求9所述的船舶液化气加注系统，其中，

11.根据权利要求1所述的船舶液化气加注系统，其中，进一步包括：

12.根据权利要求1所述的船舶液化气加注系统，其中，进一步包括：

13.一种船舶液化气加注方法，其中，包括以下步骤：

14.根据权利要求13所述的船舶液化气加注方法，其中，

15.根据权利要求13所述的船舶液化气加注方法，其中，

16.根据权利要求13所述的船舶液化气加注方法，其中，进一步包括以下步骤：

17.根据权利要求13所述的船舶液化气加注方法，其中，

18.根据权利要求17所述的船舶液化气加注方法，其中，

19.根据权利要求18所述的船舶液化气加注方法，其中，