[发明专利]用于船舶的液态天然气气化加热系统

说明书

技术领域

本发明涉及液态天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)的气化加热系统领域，特别涉及一种适用于天然气燃料动力船舶的液态天然气气化加热系统。

背景技术

从节能减排的效果来看，天然气是最清洁的化石能源之一，与柴油机相比，天然气发动机可以降低80％以上NO_x，100％SO_x、PM、20％以上CO₂等有害气体的排放，满足日益严格的排放法规要求。同时，天然气价格低于柴油，已被逐步应用于船舶、车辆、电厂等。天然气通常被处理为-162℃的液态以便于运输及存储，在使用时需要气化加热转变为常温气态的天然气进行使用。

对于小型天然气燃料动力船舶(尤其是内河船舶)，由于空间条件限制，现有技术中气化加热LNG通常采用水浴式气化加热系统，即采用舷外低温水经冷却发动机高温水后流入天然气加热气化器、加热LNG后再排出舷外的设计方法。由于水浴式气化加热系统为开式循环系统，气化器很容易被泥沙阻塞，冬季低温情况下气化效果不理想，经常无法正常使用。

发明内容

鉴于现有技术中的缺陷或不足，本发明旨在提供一种液态天然气的气化加热系统，其至少能够提高液态天然气气化加热的稳定性和可靠性。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于船舶的液态天然气气化加热系统，包括至少一套天然气发动机高/低温水系统，其至少包括天然气发动机、发动机换热器和高温泵调节阀；和气化加热回路系统，其至少包括液态天然气储罐和气化器，所述液态天然气气化加热系统还包括：温度调节控制系统，其包括PLC控制单元、辅助换热器、多个温度传感器及循环泵，所述辅助换热器的壳程入口与所述高温泵调节阀连接，所述辅助换热器的壳程出口与所述发动机换热器的壳程入口连接，所述辅助换热器的管程与所述循环泵、所述气化器的壳程组成闭式循环回路，所述PLC控制单元基于所述多个温度传感器检测到的信号控制所述高温泵调节阀的开关以调节所述气化加热回路系统中高温水的流量。

优选地，所述温度调节控制系统还包括辅助加热装置，所述辅助加热装置设置于所述闭式循环回路中的所述辅助换热器与所述循环泵之间，并与所述PLC控制单元连接，所述PLC控制单元基于所述多个温度传感器检测到的信号自适应地启动/关闭所述辅助加热装置以控制液态天然气的气化加热温度。

优选地，所述辅助加热装置为电加热器和/或蒸汽-水换热器。

优选地，所述闭式循环回路中还设置有换热介质，所述循环泵驱动所述换热介质与所述天然气发动机中的高温水的热量经所述辅助换热器进行换热传递，并通过所述气化器将所述液态天然气储罐中的液态天然气气化加热为常温气态的天然气。

优选地，所述换热介质为水与防冻液的混合物或者水与乙二醇的混合物。

优选地，所述多个温度传感器分别设置于所述至少一套天然气发动机高/低温水系统的高温水入口管路上、所述电加热器的管程出口处及所述气化器的管程出口处。

优选地，所述天然气发动机高/低温水系统还可以包括单台或者各自独立运行的多台天然气发动机。

优选地，所述液态天然气气化加热系统包括多套各自独立运行的天然气发动机高/低温水系统和相应的多个所述辅助换热器。

优选地，所述液态天然气气化加热系统还包括膨胀水箱，多个所述辅助换热器的管程入口串联，并与所述循环泵、所述气化器组成闭式循环回路。

优选地，所述液态天然气气化加热系统还包括膨胀水箱，多个所述辅助换热器的管程相互串联后连接至所述膨胀水箱。

本发明中的用于船舶的液态天然气气化加热系统增加了温度调节控制系统，有效利用发动机高温冷却水的余热在闭式循环回路中气化加热液态天然气，解决了现有技术中气化器容易阻塞、低温气化效果不理想的问题，提高了气化加热系统的稳定性和可靠性，同时也提高了天然气发动机的燃烧效率。

附图说明

从权利要求以及下述基于附图的优选实施方案的描述中，本发明进一步的优点、特征和细节将变得显而易见。

需要说明的是，附图中相同的附图标记表示本发明中相同或等同的部分。其中显示：

图1为现有技术中用于船舶的液态天然气气化加热系统的原理图；

图2为根据本发明实施例的用于船舶的液态天然气气化加热系统的原理图；

图3示出了根据本发明实施例的用于船舶的液态天然气气化加热系统的气化加热方法的流程框图。

具体实施方式