[发明专利]给燃料罐填充液化气的方法以及液化气燃料系统

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的给燃料罐填充液化气。

本发明还涉及液化气燃料系统。

背景技术

对于轮船和其它海上船舶的原动机和辅助发动机而言，气体燃料成为越来越有吸引力的燃料。尤其是但不仅仅是天然气(NG)由于其可得性而切实可行。天然气是周围环境中的一种气态混合物，主要包括甲烷和少量的乙烷、丙烷、丁烷和氮。它相对于煤具有高的氢含量，因此当燃烧时，它提供了特别少量的排放物等、非常清洁的燃烧过程以及基本无污染。尤其是在乘客位于船上的游船、摆渡船和所谓的客滚船(Ropax vessels)上，轮船发动机的废气中没有煤灰排放物和可见烟雾是非常重要的特征，这通过利用天然气作为燃料用于发动机而且还用于承载货物和松散物料的船得以促进。通常天然气在约-162℃的温度下作为液化天然气(LNG)储存，从而储存会带来一些问题，尤其是当LNG在约5巴的高压下储存时，该压力通常是气体操作活塞发动机所需的水平。

当装填即填充以LNG为燃料的船的燃料仓时，通常需要降低船的LNG罐内部的压力以便于液化气从储存罐流到船的LNG罐，以在船的罐内具有与储存罐即LNG仓罐中的压力相比足够小/低的反压。压力的降低可以通过从罐的顶部喷洒冷却的LNG来实现，从而冷却气相的气体，降低压力。

但是，填充燃料后，压力必须再次重建以具有足够的气体压力，用于在适当的压力下将气体供送到船的发动机。在现有技术的系统中，通过加热LNG并且凭借所谓的压力构建回路在罐的顶部返回气体来重建压力。

如果船的发动机未运行或仅仅空转，在填充燃料后仅具有有限的热量可以利用。这意味着压力的构建需耗费较长的时间。

在WO2011053164A1中示出了用于轮船推进器的至少一种气体发动机的LNG燃料罐系统，该LNG燃料罐系统包括至少一个LNG燃料罐和一个气体容器，所述LNG燃料罐利用LNG填充管线从一个岸上LNG压力罐填充设备进行填充，其中LNG燃料罐是轮船的低压控制大气压力LNG罐，并且所述气体容器是单壳体非绝缘压力容器，其布置成分别在填充LNG以及给LNG燃料罐释放压力期间聚集闪发气体和蒸发气体。所述气体发动机从气体容器或LNG燃料罐填充燃料，取决于预定的气体容器的压力。因此，公开文本显示在通过连接在LNG燃料罐和气体容器之间的压缩机将LNG燃料罐中的压力保持得比较低的同时，在LNG填充期间聚集闪发气体和蒸发气体。为船的气体发动机供给燃料，使得来自气体容器的气体被利用，直到压力接近约5-6巴，之后从LNG燃料罐供应燃料生效。

尽管WO2011053164A1中示出的燃料系统如此地有利，但是最近出现了提供其它的用以填充轮船中的LNG燃料罐方案的需求，尤其是在船的LNG罐是压力容器的情况下。

本发明的一个目的是提供一种给燃料罐填充液化气的方法，以及液化气系统，其提供了气体作为燃料用于海上船的气体操作活塞发动机的更简单的操作和更直接的应用。

发明内容

本发明的目的基本上由独立权利要求中公开的内容实现。其它权利要求给出了本发明的不同实施方式的更多细节。

根据本发明，燃料罐通过填充过程填充以液化气，以使得液化气被引入燃料罐以使得液化气被引入到燃料罐中的液化气的表面下方的、燃料罐的下部，并且在填充过程的第一阶段期间，在液化气被引入到燃料罐的下方的同时，通过将液化气喷洒在燃料罐中的液化气的表面上方的、燃料罐的上部的气体空间中，燃料罐的压力被保持为低于预定的设定压力。在该方法中，在填充过程的预定状态，所述填充过程的第二阶段开启，在所述填充过程的第二阶段期间，减少向燃料罐的上部的气体空间中喷洒液化气，并且执行所述第二阶段直至达到燃料罐的预定的填充阶段。

根据本发明的一实施方式，在第二阶段的末端，气体压力处于连接到燃料罐的气体利用发动机所需要的水平。

根据本发明的一实施方式，在填充过程的预定阶段之后，执行向燃料罐的上部的气体空间中喷洒液化气的控制，从而将第二预定的设定压力设定为对应于船的发动机所需的气体供送压力，以用于控制。

根据本发明的一实施方式，在填充过程的第一阶段期间引入燃料罐的液化气的一部分被喷洒在燃料罐中的液化气的表面上方、燃料罐的上部的气体空间中。

根据本发明的一实施方式，在第一阶段期间喷洒在燃料罐的上部的气体空间中的那部分液化气被设定为引入燃料罐中的液化气的恒定部分。