[发明专利]一种船用液氨燃料供给及燃料回收利用系统

说明书

一种船用液氨燃料供给及燃料回收利用系统，包括氨燃料发动机、液氨供给系统、液氨回收利用系统和液氨氮气吹扫透气系统。本发明实现船用液氨燃料高压液态供给(70bar，45±10℃)的同时，可对管路内未消耗的液氨燃料进行回收再利用，可节约大量燃料，同时减少了氨燃料排放至透气桅，提高船舶及人员安全。

技术领域

本发明涉及及船舶建设和船舶设计领域，具体涉及一种船用液氨燃料供给及燃料回收利用系统。

背景技术

当前全球气候变暖现象加剧，导致世界各地极端气候现象及自然灾害频发，其罪魁祸首为以CO2为代表的温室气体排放。在船舶航运领域，IMO国际海事组织也制定了最新的关于碳排放减排目标：与2008年值相比，到2030年国际海运的碳排放量至少平均降低40％，到2050年降低70％。随着时间推移，该指标对船舶设计、船舶配套设备、新能源技术应用等提出了更高的要求。

氨(-33.6℃，1大气压，液体)作为一种重要的化工原料，在化学医药及农药领域、国防工业领域、冶金工业领域等存在着广泛应用。氨通常以液态方式存储及运输，在陆上已具有成熟应用。同时，氨可作为燃料燃烧，其燃烧产物为氮气和水，不存在碳排放问题，是一种十分清洁的燃料。

氨燃料在船舶上以液体状态存储，以节省燃料存储空间。根据船舶类型、船舶尺度、续航力等需求，采用不同容积、不同型式、不同设计压力的液氨燃料储罐，通常分为半冷半压式(设计温度-40℃，设计压力4～10barg不等，C型储罐)、全冷式(设计温度-40℃，设计压力≤0.7barg，A型储罐或B型储罐或薄膜型储罐)两种。

当前，德国曼集团正研发一种可燃烧液氨燃料的双燃料低速主机，使用70bar压力的液体氨燃料喷入气缸燃烧，且燃料温度需控制在45±10℃范围。该机型的船舶应用，可实现船舶主机推进系统的“零碳”排放，极具环保价值。在液氨燃料供给至主机过程中，由于主机负荷变化，将有部分未利用的液氨燃料通过回流管路回流，该部分液氨燃料如直接排放至大气，将造成燃料浪费和安全隐患。

液氨用作船舶推进燃料，需满足氨燃料发动机所需的供给流量、温度和压力，因此需研发一套船用液氨燃料供给系统，同时解决液氨燃料回流回收问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种船用液氨燃料供给及燃料回收利用系统，旨在达到给船舶提供清洁、环保的液氨燃料，并保证船舶在运行过程中，最大化回收利用回流的液氨燃料，避免氨直接排放至大气所造成的燃料浪费和安全毒性隐患。

本发明的技术方案如下：

一种船用液氨燃料供给及燃料回收利用系统，包括氨燃料发动机、液氨供给系统、液氨回收利用系统和液氨氮气吹扫透气系统；

所述液氨供给系统包括液氨存储舱，所述液氨存储舱内设有液氨低压泵，所述液氨低压泵将液氨泵出，经第一液氨供给管路输出至液氨缓冲罐，液氨缓冲罐中的液氨，再经液氨高压泵、液氨加热器、液氨过滤器、燃气主阀、供给阀组、第二液氨供给管路输送给氨燃料发动机，液氨存储舱与液氨缓冲罐液通过第一液氨供给管路连接；供给阀组和氨燃料发动机的液氨入口之间通过第二液氨供给管路连接；

所述液氨回收利用系统包括回流阀组、液氨收集罐、第一回流管路和第二回流管路，所述回流阀组和氨燃料发动机液氨回流出口之间通过第一回流管路连接，第二回流管路一端与回流阀组连接，另一端分别通过第一阀门和第二阀门连接至液氨收集罐和液氨缓冲罐；液氨收集罐和液氨缓冲罐通过第三液氨回流管路和第三阀门连接；

所述液氨氮气吹扫透气系统包括气液分离装置、透气桅，第一吹扫透气管路和第二吹扫透气管路；回流阀组设置外部吹扫透气接口，通过第一吹扫透气管路和第四阀门连接至气液分离装置和透气桅；液氨收集罐顶部通过第二吹扫透气管路和第五阀门连接至气液分离装置和透气桅；氮气吹扫接口与第二液氨供给管路连接；