[发明专利]燃料供给系统和操作燃料供给系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于存储液化气体并供应气态燃料以用于活塞发动机中的燃料供给系统，所述燃料供给系统包括具有彼此相连的第一罐装置和第二罐装置的至少两个低温燃料罐装置，并且其中所述燃料供给系统包括在其第一端被连接到至少一个活塞发动机的气态燃料供给管，在所述系统中第一罐装置设有包括第一换热器单元的增压系统，第一换热器单元的入口连接到第一罐装置的底部且第一换热器单元的出口可连接到第一罐装置的顶部。

本发明还涉及一种操作燃料供给系统的方法，在所述方法中，燃料被储存在包括彼此相连的第一罐装置和第二罐装置的至少两个低温燃料罐装置中，在该方法中，燃料以气态的形式通过气态燃料供给管被供给到至少一个活塞发动机，第一罐装置内的压力通过包括第一换热器单元的增压系统被维持，第一换热器单元的入口连接到第一罐装置的底部且第一换热器单元的出口连接到第一罐装置的顶部。

背景技术

对于船舶和其它海洋船舶的主推进器以及辅助发动机来说，气体正成为一种越来越具有吸引力的燃料。具体但不排它地，由于其可获得性，天然气(NG)是合适的。天然气是一种在自然环境下主要由甲烷和少量乙烷、丙烷、丁烷和氮气组成的气体混合物。它比煤的含氢量高，所以当被燃烧时它尤其能提供低排放量、非常清洁的燃烧过程，并且基本没有污染。尤其是通过使用NG作为发动机燃料所实现的在轮船发动机的排气中没有煤灰排放物和可见烟尘不仅对载客的邮轮、渡船和所谓的ropax船而言是一个非常重要的特征，而且对于运输货物和大宗材料的船舶而言也如此。通常天然气都在大约-162℃的温度下被储存为液化天然气(LNG)。

EP0069717B1公开了一种用经过压缩的低温液体的汽化气作为船载双气/油燃烧柴油发动机的燃料的方法。在该方法中，在燃烧期间经过压缩的汽化气通过高压喷射被引入发动机燃烧室，所述喷射根据燃烧压力、所需的每分钟转速以及输出功率进行控制。该系统包括吸入侧被连接到包含低温液体的储罐的气体压缩机，还包括在储罐和发动机之间的缓冲储罐，所述缓冲储罐接收来自压缩机的压缩气体。因此EP0069717B1的方案只允许储罐中处于气相的气体被用作发动机的燃料。

WO2008000898公开了海洋船舶上气体驱动活塞发动机的燃料系统，其中气体以液化气体的形式被储存在船上的至少一个燃料储罐内，该燃料系统还包括与所述燃料储罐相连的单独的燃料供给罐。所述燃料供给罐是一种将气体以液相和在加压下储存的隔热压力容器。所述气体在燃料储罐内还是液相，其中主要是液化气体所产生的流体静压。该文献还展示了被布置在将燃料供给罐连接到气体驱动活塞发动机的燃料供给管上的换热器，通过该手段，液化气体可以在被供给到活塞发动机之前先被蒸发。因为燃料储罐内的压力只是液化气体所产生的流体静压，所以需要专用的压缩机通过在更高的压力下将气体传输到燃料供给罐的方式来防止储罐内的压力过高。由于储罐和供给罐是相连的，所以WO2008000898在使用气体作为发动机燃料的灵活性方面尤其存在不足。

虽然WO2008000898中所示的燃料系统可能有它的优点，但是最近要求对这种燃料系统做进一步改进。本发明的一个目的是提供一种用于储存液化气体并供应气态燃料以用于活塞发动机中的燃料供给系统，其提供作为气体操作型活塞发动机的燃料的气体的更灵活的应用。

发明内容

本发明的目的基本上被所公开的权利要求1和8所满足。其它权利要求表现本发明不同实施例的更多细节。

根据本发明的一个优选实施例，用于储存液化气体并供应气态燃料以用于活塞发动机中的燃料供给系统，燃料供给系统包括至少两个低温燃料罐装置，至少两个低温燃料罐装置包括彼此相连的第一罐装置和第二罐装置，并且燃料供给系统包括其第一端被连接到至少一个活塞发动机的气态燃料供给管，在系统中，第一罐装置具有包括第一换热器单元的增压系统，第一换热器单元的入口连接到第一罐装置的底部，且第一换热器单元的出口可连接到第一罐装置的顶部。在系统中，第一罐装置和第二罐装置都是压力容器，且第一罐装置通过从第一罐装置的顶部中的出口延伸到燃料供给管的气体管可选择性地连接到燃料供给管。

所述罐还通过从第二罐的底部到第一罐的底部的液体NG管经过一个或多个低温泵和相关旁路相连。

在这个连接中，压力容器是一种自身的设计压力大于罐装置内液体NG的流体静压的罐装置。

第二罐装置也可选择性地从第二罐装置的顶部的出口连接到燃料供给管。这提供了将气体直接从第二罐装置供给到燃料供给管的可能性。