專利名稱：尤其是用于商用船舶的燃燒氣體系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在運輸工具儲罐中儲存低溫液態(tài)氣體、尤其是LNG(液化天然氣)的方法和系統(tǒng)，所述低溫液態(tài)氣體被設(shè)置用于驅(qū)動運輸工具、尤其是船舶。
背景技術(shù)：
在廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)值日益嚴(yán)格的過程中以及在努力減少尤其由于商用船舶航行而造成的有害氣體、在此尤其是S0X、CO2和NOx的排放的過程中，目前開發(fā)出一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許基于所謂的雙燃料發(fā)動機——所述雙燃料發(fā)動機替換地燃燒天然氣和重油和/或柴油——或?qū)怏w用作燃料的其它裝置中的天然氣來驅(qū)動商用船舶。用氣體工作的前提條件是，在船上可裝料有相應(yīng)量的氣體。在此，所需的量與船舶的類型和船舶的用途相關(guān)。對燃燒氣體/可燃?xì)怏w的氣體壓力、氣體溫度和氣體品質(zhì)所提出的要求特定地與所使用的耗用裝置相關(guān)。由于天然氣的能量密度小，所以液化的天然氣、即所謂的LNG適于作為燃燒氣體的優(yōu)選儲存形式，所述液化的天然氣在較低的壓力和低溫下在儲存容積中允許較高的能量密度，并因此在船上的空間情況受限制的情況下可以在可供使用的船舶容積中儲存所要求的能量數(shù)量。一用于在船舶上由LNG提供氣體的系統(tǒng)通常具有下列部件-裝載系統(tǒng)(裝料連接端)；-LNG儲存器(被構(gòu)造成使得與儲存容積鄰接的船舶部分不冒遭受極低溫度的風(fēng)險，該極低溫度會導(dǎo)致船舶結(jié)構(gòu)鋼失效)；-燃料輸送裝置或使壓力提高至耗用裝置壓力的增壓裝置；-燃料處理裝置(匹配溫度以及必要時匹配品質(zhì))；-安全裝置。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在很大程度上使用較小的、真空隔絕的圓筒狀的罐作為儲存容器。 對燃料的處理要么通過利用安裝在儲罐中的泵氣態(tài)地抽出汽化的LNG并在壓縮機中進行壓縮來進行，要么通過在自然循環(huán)汽化器中進行增壓來進行，所述自然循環(huán)汽化器需要儲罐的底部出口。例如通過所謂的氣體回收(Gaspendeln)來實現(xiàn)裝載。也就是說，包含在空的船舶儲罐中的氣相(物質(zhì))被再填充的液態(tài)LNG排擠出并且通過在裝料管路旁邊的第二管路返回到正在填充的船舶或貯存罐。為了將管路連接到儲罐上，儲罐通常設(shè)置有接管/管接頭，管路法蘭連接到所述接管上。雖然出于安全原因更好地是將管路焊接到儲罐上，但在傳統(tǒng)的儲罐中，這在實際中通常不能實現(xiàn)。另外，出于安全原因，管路有利地不穿過儲罐底部或儲罐的側(cè)壁。否則，在位于儲罐區(qū)域中的管路中的相應(yīng)的泄漏會導(dǎo)致儲罐中的液體由于重力而流出。由文獻EP 1353113A2已知了一種用于卸載氣槽船的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包括一具有潛水泵的裝載罐和一不具有潛水泵的裝載罐。所述裝載罐通過兩個管路彼此連接，其中一個管路配備有壓縮機。借助于該壓縮機，從具有潛水泵的裝載罐將氣相物質(zhì)泵送到不具有潛水泵的裝載罐中。通過在不具有潛水泵的裝載罐中如此產(chǎn)生的壓力提高，液體從不具有潛水泵的罐通過另一個管路到達(dá)具有潛水泵的罐中。借助所述潛水泵，液態(tài)氣體從所屬的罐通過排氣管路被輸送到陸地設(shè)備。所述系統(tǒng)能夠?qū)囟冗M行適當(dāng)調(diào)節(jié)。在用于填充儲罐的另一已知的方法中，例如將液化的天然氣通過第一管路填充到一儲罐中。由于通過第二管路將深冷的液體噴射到氣相(物質(zhì))中，所以在該儲罐中出現(xiàn)的所謂的蒸發(fā)氣體/逸氣被冷凝。因此，不必從儲罐中取出在該儲罐中出現(xiàn)的蒸發(fā)氣體。在需要時通過第三管路將液態(tài)氣體從儲罐中取出。文獻WO 2009/063127A1揭示了一種用于執(zhí)行這種方法的儲罐設(shè)備。如果在填充入液態(tài)氣體期間，處于儲罐中的氣體被冷凝以避免在該儲罐中產(chǎn)生過壓，則這限制了可用于將液態(tài)氣體填充入儲罐的速度。上述類型的傳統(tǒng)的儲罐通常配備有8至10個用于連接管路的接管。因此，在WO 2009/063127A1中圖示的儲罐例如具有6個管路，所述管路出于可行性原因通過接管連接在儲罐上。在實際中，在由WO 2009/063127A1已知的儲罐中還需要另外的管路，只是所述另外的管路沒有被示出而已。在實際中，在運輸工具尤其是船舶的儲罐中，為了將管路連接在儲罐上需要下列管路或接管。需要第一接管或待連接在所述第一接管上的管路，以便對運輸工具儲罐進行填充。如果在該運輸工具儲罐中存在有潛水泵，則需要第二接管、另一管路，以便對該運輸工具儲罐進行卸載。第三，需要一用于噴灑管的接管，以便可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)儲罐的溫度以及將蒸發(fā)氣體冷凝。使用第四接管，以便可以將氣相(物質(zhì))從儲罐中引導(dǎo)出來。為安全閥以及為了對參數(shù)如壓力、溫度和料位進行測量而設(shè)置有另外的接管。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種改進的、用于在運輸工具尤其是船舶的儲罐中儲存低溫液態(tài)氣體的方法和系統(tǒng)。術(shù)語“儲存”在此不僅包含“存入”、即“填充”的意思，而且還包含“調(diào)出”即取出的意思，并且還包含“保持”或“含有”的意思。為了實現(xiàn)所述目的，通過將液態(tài)氣體、如LNG加熱并在加熱后將其泵送入運輸工具的儲罐中，來用液態(tài)氣體填充該儲罐。“加熱”指的是，所儲存的液態(tài)氣體不只是從貯存罐被泵送到運輸工具儲罐中，而是，來自于貯存罐的液態(tài)氣體被主動加熱并且在加熱后到達(dá)運輸工具儲罐中。當(dāng)將熱量以受控制的方式供應(yīng)給來自于貯存罐的液態(tài)氣體——例如通過將蒸發(fā)氣體與液態(tài)氣體混合或者通過將來自于貯存罐的液態(tài)氣體利用熱交換器加熱并且由熱交換器到達(dá)運輸工具儲罐中——時，存在本發(fā)明意義上的主動加熱。相應(yīng)地，本發(fā)明涉及一種用于在運輸工具、尤其是船舶的儲罐中儲存低溫液態(tài)氣體的方法，該方法具有以下步驟將液態(tài)氣體從一貯存罐、尤其是從一固定不動的貯存罐中取出；將所述被取出的液態(tài)氣體加熱；通過將被加熱的液態(tài)氣體泵送到運輸工具的儲罐中來用所述液態(tài)氣體填充運輸工具的儲罐。典型地，例如LNG在小于-161°C的溫度下儲存在一貯存罐中，以便可在標(biāo)準(zhǔn)壓力下儲存LNG。出于相同的原因，LNG在船舶儲罐中的儲存溫度通常也低于-161°C?，F(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明，通過加熱，熱得多的液態(tài)氣體到達(dá)船舶儲罐中。被加熱的LNG的溫度可以例如在加熱之后僅是-140°C至-150°C，而不是_163°C。為了實施所述方法，尤其是提供一種用于將船舶的儲罐用LNG填充和/或排空的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)例如具有用于儲存LNG的儲罐，所述儲罐的設(shè)計壓力為至少^ar g (表壓力；相對于大氣壓的壓力)、優(yōu)選為至少IObar g，其中，儲罐設(shè)置有用于低溫液態(tài)氣體的入口和用于給儲罐卸載的出口，其中，所述入口包括用于加熱LNG的裝置。因此本發(fā)明也涉及一種用于儲存用于運輸工具尤其是船舶的低溫液態(tài)氣體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有用于儲存液態(tài)氣體的運輸工具儲罐；用于從一貯存罐、尤其是從一固定不動的貯存罐中取出液態(tài)氣體的進入裝置；用于對取出的液態(tài)氣體進行加熱的裝置；以及用于運輸工具儲罐的填充裝置，所述填充裝置具有用于將被加熱的液態(tài)氣體泵到運輸工具儲罐中的泵。本發(fā)明還涉及一種具有這種系統(tǒng)的運輸工具、尤其是船舶。因為盡管被加熱但在運輸工具儲罐中、例如在船舶儲罐中仍存在液相(物質(zhì))，所以在填充之后在運輸工具儲罐中存在有過壓。根據(jù)本發(fā)明，所述過壓是所力求的，這是因為借助于所述過壓可在不必使用泵的情況下從儲罐中取出燃料。處于運輸工具儲罐中的液態(tài)氣體的溫度優(yōu)選高于標(biāo)準(zhǔn)壓力下液態(tài)氣體的沸騰溫度。因為即時提供了過壓，所以可例如在填充之后、亦即在給例如船舶加燃料之后立即取出液態(tài)氣體，以便由此能給驅(qū)動裝置供應(yīng)燃燒氣體。因此，例如船舶在加燃料之后可繼續(xù)其航行，而不必為了供給燃料而使用泵。在本發(fā)明的一種實施形式中，使液態(tài)氣體升溫至少10°C，以便達(dá)到期望的儲存壓力。這樣的溫度差對于為了所述目的而在運輸工具儲罐中立即獲得足夠高的儲存壓力通常是必需的；有益的是也可使液態(tài)氣體升溫至少15°C。為了在加燃料后可立即例如從船舶儲罐中取出為了能驅(qū)動船舶所必需的足夠的燃料量，在這樣一種船舶儲罐中儲存壓力優(yōu)選是至少:3bar a(絕對壓力)；有益地也可以是高于^ar a或者甚至8bar a的壓力。因此，事先要將液態(tài)氣體加熱到相應(yīng)高的溫度。為了加熱液態(tài)氣體，將處于例如船舶儲罐中的氣體在填充期間添加到被引導(dǎo)入船舶儲罐中的液態(tài)氣體中。由此，不僅加熱了該液態(tài)氣體，而且同時也有利地使處于船舶儲罐中的氣體被冷凝。氣體優(yōu)選被供給至輸入管路中，液態(tài)氣體通過所述輸入管路被泵送到船舶儲罐中。所述供給有利地在船舶儲罐外部、確切地說尤其是在過程空間/處理室中進行。 亦即氣體從船舶儲罐經(jīng)第二管路抽吸出并且被壓入這樣的管路中通過該管路，液態(tài)氣體被泵送到船舶儲罐中。來自船舶儲罐的氣體與液態(tài)氣體尤其借助于例如固定不動的混合器來混合。所述混合器也有利地位于過程空間中。因為借助于處于例如船舶儲罐中的氣體可能使液態(tài)氣體僅升溫大約0.5°C至 l°c，而升溫0.5°C至1°C可能是不夠的，所以在一種優(yōu)選實施形式中，至少補充地通過熱交換器來加熱液態(tài)氣體。出于成本原因，熱交換器優(yōu)選也位于船舶儲罐外部、確切地說尤其位于過程空間中。如果要將液態(tài)氣體泵送到船舶儲罐中，則所述液態(tài)氣體首先到達(dá)熱交換器并從熱交換器出來到達(dá)船舶儲罐中。因為在運輸工具儲罐中應(yīng)建立過壓，所以借助泵、確切地說借助大于儲罐中的儲存壓力的壓力來將液態(tài)氣體泵送入所述運輸工具儲罐中。因此如果儲罐中的儲存壓力是3bar a，則將液態(tài)氣體以大于!Bbar a的壓力、例如以4bar a的壓力泵送入儲罐中。如果來自運輸工具儲罐的氣體被添加到被泵送入運輸工具儲罐中的液態(tài)氣體中，則將所述氣體以一大于待加熱的液態(tài)氣體的液體壓力的壓力壓入液態(tài)氣體中。如果待加熱的液態(tài)氣體的液體壓力是4bar a,則所述氣體壓力例如是a (絕對壓力)。尤其為了可以特別快速地用液態(tài)氣體填充船舶儲罐，優(yōu)選通過僅一個輸入管路來填充所述船舶儲罐。如果要加注/添加液態(tài)氣體，則于是只需要連接僅一個管路(加注管路)并且在加注之后去除，這降低了加燃料/加注所需的時間消耗?？捎糜谟靡簯B(tài)氣體填充運輸工具儲罐的速度僅通過加注管路的橫截面和液態(tài)氣體被泵送入儲罐中的壓力來限制。 因此，可以以高的速度將液態(tài)氣體泵送入儲罐中，由此可對運輸工具快速加燃料。優(yōu)選通過將取用管路的閥打開來從經(jīng)加熱的液態(tài)氣體所在的運輸工具儲罐、尤其是船舶儲罐中取出液態(tài)氣體。因此，運輸工具儲罐中的過壓負(fù)責(zé)將液體經(jīng)過取用管路從儲罐中壓出并且可將其供給至例如船舶的驅(qū)動裝置。取用管路例如在船舶中優(yōu)選穿過船舶儲罐頂面一直延伸到船舶儲罐的底部。如果一管路穿過儲罐的頂面通入儲罐中，則這樣的泄漏(部)——儲罐內(nèi)的物質(zhì)可通過所述泄漏(部)完全流出——的風(fēng)險因此被降至最小。 如果取用管路一直延伸到船舶儲罐的底部，則由此實現(xiàn)儲罐內(nèi)的物質(zhì)實際上可完全經(jīng)過取用管路被壓出。如果例如在船舶中在穿過儲罐頂面從儲罐通出的取用管路中產(chǎn)生泄漏，則可由于儲罐中存在的過壓而使燃料排出并且船舶受損。但在泄漏的情況下，存在于儲罐中的壓力可比較快速地由于氣體的排泄而減壓，由此，至少在緊急狀況中相對于具有底部出口的儲罐具有以下優(yōu)點充其量極小的量從儲罐排出。通過這種方式，可非?？煽康乇苊庠诋a(chǎn)生泄漏時船舶的材料受損。在本發(fā)明的一種實施形式中，將用于使取用管路關(guān)閉或打開的閥安置在壓力容器中。該至關(guān)重要的閥與運輸工具儲罐相鄰。如果在所述閥后面/下游 (hinter)觀察到儲罐產(chǎn)生泄漏，則立即關(guān)閉所述閥。此后不再有液態(tài)氣體可從儲罐到達(dá)系統(tǒng)的管路中并通過泄漏(部)排出。而如果在與儲罐相鄰設(shè)置的并且可用于使取用管路打開或關(guān)閉的閥中產(chǎn)生泄漏，則不存在可使取用管路關(guān)閉并防止液態(tài)氣體繼續(xù)排出的可能性。這個困難通過附加的壓力容器來解決，所述壓力容器使這種閥對外屏蔽。但是，如果在這種閥中產(chǎn)生泄漏，則取用管路不能關(guān)閉。但排出的液態(tài)氣體到達(dá)壓力容器中，所述壓力容器于是負(fù)責(zé)使液態(tài)氣體不會損害例如船舶。取用管路的閥有利地位于運輸工具儲罐、尤其是船舶儲罐的外部，確切地說尤其是位于過程空間中。該取用管路與用于填充運輸工具儲罐的管路相比有利地具有較小的橫截面。用于填充儲罐的管路的大的橫截面有利地允許對船舶快速加注燃料。因為所述取用以非常緩慢的方式進行，所以對于為此成本較低廉的取用管路，小的橫截面就足夠了。在本發(fā)明的一種實施形式中，取用管路設(shè)置在用于將液態(tài)氣體例如泵送到船舶儲罐中的管路的內(nèi)部。由此，減少了彼此分開地通入儲罐中的管路的數(shù)量。泄漏的風(fēng)險進一步地被降低。但如此提供的雙管有利地僅延伸到儲罐的頂面。于是仍然僅有取用管路一直延伸到儲罐的底部。在本發(fā)明的一種實施形式中，例如船舶儲罐設(shè)置有這樣的管路通過該管路可從所述船舶儲罐取出氣體。因此，該管路優(yōu)選從上方通入船舶儲罐中并且不繼續(xù)延伸入儲罐中。該管路與熱交換器相連接并且優(yōu)選還與壓氣機相連接，以便加熱和壓縮氣體，從而所述氣體可用于驅(qū)動船舶。因此，所述管路原則上通到驅(qū)動裝置，以便例如可將蒸發(fā)氣體用于驅(qū)動。如果蒸發(fā)氣體用于驅(qū)動，則首先通過在加燃料期間的加熱來預(yù)先給定一壓力。在需要時，所述壓力要么通過來自系統(tǒng)壓氣機的熱氣體的再循環(huán)、要么通過抽吸出用于燃燒的氣體來調(diào)節(jié)。所述過程空間設(shè)置在運輸工具儲罐、尤其是船舶儲罐的外部。該過程空間尤其是具有優(yōu)選由優(yōu)質(zhì)鋼制成的槽盆。優(yōu)選設(shè)置在過程空間中的上述各裝置位于槽盆中或槽盆上方。如果在所述裝置中產(chǎn)生泄漏，則由此排出的液態(tài)氣體由槽盆收集并且不能繼續(xù)起破壞作用。此外，過程空間可以是敞開的，但也可以是完全封閉的。在本發(fā)明的一種實施形式中。運輸工具儲罐僅包括兩個管路，這兩個管路與所述運輸工具儲罐相連接。這使得產(chǎn)生泄漏(部)的風(fēng)險降低。優(yōu)選將這兩個管路焊接在儲罐上，這在實際中基于管路的數(shù)量少而是可操控的。由此進一步提高安全性。附加地，在本發(fā)明的一種實施形式中，液體管路的與運輸工具儲罐最接近的閥由收集容器包圍，所述收集容器的設(shè)計壓力大于相應(yīng)的儲罐的設(shè)計壓力。由此，液體泄漏到過程空間中的可能性被強烈地降到最低。這種閥原則上是可遠(yuǎn)程操作的。在本發(fā)明的一種實施形式中，與運輸工具儲罐連接的管路分別配備有被封裝的截止裝置/關(guān)斷裝置，例如上述具有收集容器的可遠(yuǎn)程操作的閥。所述管路連同連接端一起優(yōu)選構(gòu)造成完全焊接式的。也就是說，不需要接管/管接頭來連接管路。系統(tǒng)的安全性被進一步提高。出于清楚原因，下面再次以編號的形式總結(jié)本發(fā)明的優(yōu)選方面1. 一種用于向船舶的儲罐填充液態(tài)氣體和/或用于從所述儲罐中取出液態(tài)氣體的方法，其方式是將液態(tài)氣體加熱并且將被加熱的液態(tài)氣體泵送入船舶儲罐中。2.根據(jù)實施形式1的方法，其中，首先在標(biāo)準(zhǔn)壓力下儲存液態(tài)氣體，將在標(biāo)準(zhǔn)壓力下儲存的液態(tài)氣體加熱到一溫度，該溫度高于標(biāo)準(zhǔn)壓力下液態(tài)氣體的沸騰溫度。3.根據(jù)上述實施形式之一的方法，其中，將液態(tài)氣體加熱至少10°C。4.根據(jù)上述實施形式之一的方法，其中，船舶儲罐中的液態(tài)氣體的儲存壓力是至 ^P 3bar aD5.根據(jù)上述實施形式之一的方法，其中，通過輸入處于船舶儲罐中的氣體來加熱液態(tài)氣體。6.根據(jù)上述實施形式之一的方法，其中，將液態(tài)氣體在熱交換器中加熱。7.尤其是根據(jù)上述實施形式之一的方法，其中，通過將取用管路的閥打開并隨后使液態(tài)氣體由于存在于船舶儲罐中的過壓而經(jīng)過取用管路從船舶儲罐中壓出，來將處于船舶儲罐中的液態(tài)氣體取出。8.根據(jù)上一實施形式的方法，其中，所取出的液態(tài)氣體用于向船舶的驅(qū)動裝置提供燃料。9. 一種用于將船舶的儲罐用LNG填充和/或排空的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有用于儲存 LNG的儲罐，所述儲罐的設(shè)計壓力為至少^ar g、優(yōu)選至少IObar g，其中，儲罐設(shè)置有用于低溫液態(tài)氣體的入口和用于使儲罐卸載的出口，其中，所述入口包括一用于加熱LNG的裝置。10.根據(jù)上一實施形式的系統(tǒng)，其中，所述用于加熱LNG的裝置具有熱交換器和/ 或用于將來自儲罐的氣體添加到被泵送入儲罐中的LNG中的裝置。11.根據(jù)上述系統(tǒng)實施形式之一的系統(tǒng)，具有用于使來自儲罐的氣體與待泵送入儲罐中的LNG相混合的混合器。12.根據(jù)上述系統(tǒng)實施形式之一的系統(tǒng)，具有過程空間，所述用于加熱LNG的裝置位于所述過程空間中。13.根據(jù)上述系統(tǒng)實施形式之一的系統(tǒng)，具有泵，通過所述泵可將LNG在至少4bar a、優(yōu)選至少6bar a的壓力下泵送到儲罐中。14.根據(jù)上述系統(tǒng)實施形式之一的系統(tǒng)，具有壓縮機，通過所述壓縮機可將來自儲罐的氣體在至少:3bar a、優(yōu)選至少4bar a的壓力下泵送到待泵送到儲罐中的LNG中。15.根據(jù)上述系統(tǒng)實施形式之一的系統(tǒng)，其中，在儲罐中不存在有泵。16.根據(jù)上述系統(tǒng)實施形式之一的系統(tǒng)，具有用作為出口的取用管路，所述取用管路一直延伸到儲罐的底部。17.根據(jù)上述系統(tǒng)實施形式之一的系統(tǒng)，具有尤其處于過程空間中的汽化器/蒸發(fā)器，該汽化器用于從儲罐中取出的液態(tài)氣體。18.根據(jù)上述系統(tǒng)實施形式之一的系統(tǒng)，具有用于將燃料從儲罐供應(yīng)給船舶驅(qū)動裝置的裝置。19.根據(jù)上述系統(tǒng)實施形式之一的系統(tǒng)，其中，在儲罐上焊接有高達(dá)兩個管路，并且不設(shè)置有用于使超過兩個的管路與儲罐連接的儲罐接管。20.根據(jù)上述系統(tǒng)實施形式之一的系統(tǒng)，具有至少一個壓力容器，所述壓力容器包套至少一個用于使至少一個取用管路打開和關(guān)閉的閥。21. 一種船舶，具有根據(jù)上述系統(tǒng)實施形式之一的系統(tǒng)。如上所述，本發(fā)明不僅可用于船舶，而且可用于其它可移動系統(tǒng)即運輸工具的驅(qū)動裝置，例如用于飛機或陸上車輛的驅(qū)動裝置。取代船舶儲罐，涉及的是例如飛機的儲罐。 一般這里是指運輸工具儲罐。即使不總是明確地予以說明，在上面以及后文的說明中所公開的方面不僅涉及方法而且涉及系統(tǒng)。原則上，各個特征也可以以不同于所示組合的方式進行組合而成為本發(fā)明的實質(zhì)。


下面還要借助實施例更詳細(xì)描述本發(fā)明，在此本發(fā)明并不局限于這些例子圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一系統(tǒng)。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一系統(tǒng)。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實施例方式圖1中示出了船舶的三個儲罐1的剖視圖，所述儲罐被確定用于容納燃料并且被相應(yīng)地布設(shè)和確定尺寸。儲罐1具有能夠承受-163°C至45°C的溫度的特性。儲罐1的設(shè)計壓力約為或稍高于IObar g。每個儲罐1的頂面中通入有一管路2，但該管路沒有延伸入儲罐內(nèi)。此外，每個儲罐1配備有一管路3，該管路穿過相應(yīng)的儲罐頂面一直延伸到相應(yīng)的儲罐底部。每個管路3用于用液態(tài)氣體來填充所屬的儲罐1。此外，經(jīng)過該管路，液態(tài)氣體由于存在于儲罐中的、例如3、5或9bar a的過壓而被從儲罐中壓出并且被進一步引導(dǎo)至船舶的驅(qū)動裝置、即例如船舶的馬達(dá)或渦輪機。管路3可部分地構(gòu)造成雙管。通過雙管的內(nèi)管將液態(tài)氣體從儲罐取出。通過雙管的外管將液態(tài)氣體泵送入相應(yīng)的儲罐中。如圖1所示的系統(tǒng)具有連接端4，當(dāng)要對船舶加燃料時，待加熱的液態(tài)氣體通過所述連接端被引導(dǎo)入所述系統(tǒng)中。將通過連接端4到達(dá)系統(tǒng)中的液態(tài)氣體在熱交換器5中進行加熱。液態(tài)氣體還被引導(dǎo)經(jīng)過混合器6并且在該混合器中與來自儲罐1的氣體相混合。 如此被加熱的液態(tài)氣體隨后通過管路3被泵送入儲罐1中。此外，處于儲罐中的蒸發(fā)氣體在加燃料期間通過管路2從儲罐被引導(dǎo)出來。被引導(dǎo)出的氣體被引導(dǎo)經(jīng)過熱交換器7，以便可在需要時對該氣體進行加熱。隨后，該氣體被引導(dǎo)入兩個壓縮機8中，所述壓縮機能夠以期望的方式對氣體進行壓縮。如果使用價格便宜的油潤滑的壓縮機8，則氣體隨后被引導(dǎo)經(jīng)過油分離器9。這里被分離出的油可被引回至壓縮機8?；谌哂嗟脑?，設(shè)置有兩個壓縮機，以便在一個壓縮機失效時仍可繼續(xù)運行。隨后，氣體經(jīng)過冷卻器10被引導(dǎo)入緩沖容積11中。冷卻器在需要的情況下將氣體冷卻至耗用裝置所需的溫度。如果短期內(nèi)不能從儲罐1中取出足夠的燃料(液態(tài)氣體或蒸發(fā)氣體)，則緩沖容積U用于補充/彌補。從緩沖容積11出來，氣體要么通過管路12被繼續(xù)引導(dǎo)至耗用裝置，要么通過管路 13被引導(dǎo)入混合器6中。管路13可穿過活性炭過濾器14，以便事先對要引入到待加熱的液態(tài)氣體中的氣體進行凈化。系統(tǒng)包括連接到管路3上的泵15，通過所述泵可在緊急情況下將儲罐1泵空。在緊急情況下可通過管路16將氣體從系統(tǒng)排出。如果將液態(tài)氣體從儲罐中壓出，則所述液態(tài)氣體首先被引導(dǎo)入汽化器17中并在該汽化器中被汽化。從汽化器17出來，氣體例如被引導(dǎo)入熱交換器7中，以便可將氣體供
給至耗用裝置。所述管路配備有多個閥18，以便可以用所描述的方式控制通過管路至各個裝置的流量。圖1中所示的系統(tǒng)配備有負(fù)載調(diào)節(jié)旁路19，通過該負(fù)載調(diào)節(jié)旁路可將氣體在壓縮機8之后取出并且輸送回用于將氣體輸入所述壓縮機的管路中。通過該負(fù)載調(diào)節(jié)旁路可對不期望的壓力波動和迅速的壓力更替進行補償。圖1中所示的系統(tǒng)的裝置位于過程空間/處理室20內(nèi)部，所述過程空間向下配備有由優(yōu)質(zhì)鋼制成的收集槽。在儲罐外部穿過所述空間的每個管路都具有安全風(fēng)險。在圖1所示的實施形式中，給出僅兩個焊接連接部和僅兩個從每個船舶儲罐1通入過程空間20中的管路。通過將蒸發(fā)氣體與汽化的氣體進行混合，能以期望的方式對燃燒氣體進行處理， 以便因此例如實現(xiàn)期望的防爆性。如圖1所示的系統(tǒng)可包括一個或多個壓力調(diào)節(jié)器(PIC)和/或壓力控制閥(PCV)，以便可對系統(tǒng)中的壓力進行適當(dāng)調(diào)節(jié)。借助于溫度控制器(TIC)可監(jiān)測和/或控制系統(tǒng)中的壓力。在裝載儲罐時首先對溫度進行調(diào)節(jié)。通入儲罐中的測量管路通過現(xiàn)有的管路到達(dá)儲罐中，確切地說尤其是通過為了卸載而設(shè)置的管路3。由此實現(xiàn)了非常高的安全標(biāo)準(zhǔn)。相應(yīng)地可節(jié)省安全措施?？扇∠捎糜诶鋮s儲罐的噴射管路。一方面，本來就會按照常規(guī)不斷地向儲罐填充低溫液態(tài)氣體，因為否則船舶由于缺少燃料而不能運動；此外，還填充入較熱的液態(tài)氣體，這減少了熱力學(xué)問題。因此，LNG在大約-140°C或大約_145°C或-150°C的溫度下、而并非如通常那樣在-160°C以下的溫度下儲存在船舶儲罐中。圖2中示出了本發(fā)明的另一實施形式。與根據(jù)圖1的實施形式不同的是，可遠(yuǎn)程操作的閥由抗壓的容器21包圍，通過該閥可使儲罐的取用管路關(guān)閉，并且所述閥布置在相應(yīng)的儲罐附近。如果在所述閥中產(chǎn)生泄漏，則液態(tài)氣體到達(dá)所述抗壓容器中，由此避免了進一步的損害。液態(tài)氣體可從抗壓的容器21通過管路22適當(dāng)?shù)乇焕^續(xù)引導(dǎo)至系統(tǒng)的一管路中。因此，圖2中所示的實施形式是特別安全的。此外，圖2中所示的實施形式還包括料位測量器23。雖然因此存在通入儲罐中的第三連接部，但因為該第三連接部不與外部的管路相連接，所以該第三連接部不存在問題并且基本不會妨礙系統(tǒng)的構(gòu)造。料位測量器的料位指示器處于過程空間中。但也可將所述料位指示器安置在一單獨的容器中。這同樣適用于布置在過程空間20中的其它裝置。通過本發(fā)明，可通過降低船舶儲罐1中的壓力立即提供所期望的氣體量，這是因為儲罐中存在的過壓對于氣體的液化是必須的。如果船舶儲罐中的儲存壓力大于耗用裝置所需的壓力，則不需要壓氣機來提供耗用裝置所需的氣體壓力。因此具有一減壓閥就足夠，通過所述減壓閥，氣體壓力在需要的情況下可適當(dāng)?shù)乇唤档?。如果例如儲罐中的儲存壓力?bar a而耗用裝置需要5bar a的氣體壓力，則存在足夠高的壓力差以使儲罐中的氣體壓力下降，從而快速、充分地提供氣體以供使用。另一方面，不需要附加的壓縮機或壓氣機來將氣體壓縮至耗用裝置所需的壓力?？山柚韪舨牧匣蛲ㄟ^真空來隔絕船舶儲罐1。未使用位于儲罐中的泵，因為不需要該泵。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)是魯棒/結(jié)實的且對干擾不太敏感。磨損部分位于儲罐的外部，因此易于接觸到而不必對儲罐進行檢查。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的主要步驟的流程圖。首先從位于陸地上的固定不動的貯存罐中取出LNG(步驟31)。在取出之后并且在將液態(tài)氣體泵送到船舶的儲罐中之前，借助熱交換器來加熱液態(tài)氣體(步驟32)。在加熱之后，將該液態(tài)氣體泵送到船舶的儲罐中，以作為燃料供驅(qū)動裝置使用(步驟33)。
權(quán)利要求
1.一種用于在運輸工具、尤其是船舶的儲罐(1)中儲存低溫液態(tài)氣體的方法，具有以下步驟從一貯存罐、尤其是從一固定不動的貯存罐中取出液態(tài)氣體； 對所取出的液態(tài)氣體進行加熱；通過將被加熱的液態(tài)氣體泵送入所述運輸工具的儲罐(1)中來用所述液態(tài)氣體填充所述運輸工具的所述儲罐(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，首先將所述液態(tài)氣體在標(biāo)準(zhǔn)壓力下儲存在貯存罐中，然后將在標(biāo)準(zhǔn)壓力下儲存的液態(tài)氣體在填充入所述運輸工具的儲罐(1)之前加熱至一溫度，該溫度高于在標(biāo)準(zhǔn)壓力下所述液態(tài)氣體的沸騰溫度。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，使所述液態(tài)氣體升溫至少10°C。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，使所述液態(tài)氣體在所述運輸工具的儲罐(1)中的儲存壓力為至少:3bar a。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，該方法包括下述步驟將來自所述運輸工具的儲罐(1)的氣體輸入至待填充入所述運輸工具儲罐(1)中的液態(tài)氣體中，從而通過所述被輸入的氣體對所述待填充入所述運輸工具儲罐(1)中的液態(tài)氣體進行加熱。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將所述液態(tài)氣體在熱交換器(5、 7)中進行加熱。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，使在所述運輸工具儲罐(1)中存在過壓；通過將取用管路(3)的閥打開并隨后使液態(tài)氣體由于存在于所述運輸工具儲罐 (1)中的過壓而經(jīng)過所述取用管路C3)從所述運輸工具儲罐(1)中被壓出，來將處于所述運輸工具儲罐(1)中的液態(tài)氣體取出。
8.根據(jù)上一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，將從所述運輸工具儲罐(1)取出的液態(tài)氣體用于向所述運輸工具的驅(qū)動裝置供應(yīng)燃料。
9.一種用于儲存用于運輸工具、尤其是用于船舶的低溫液態(tài)氣體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有運輸工具儲罐(1)，所述運輸工具儲罐用于儲存液態(tài)氣體；進入裝置，所述進入裝置用于從一貯存罐、尤其是從一固定不動的貯存罐取出所述液態(tài)氣體；用于對所取出的液態(tài)氣體進行加熱的裝置(5、6、7)；以及用于所述運輸工具的儲罐(1)的填充裝置，所述填充裝置具有用于將被加熱的液態(tài)氣體泵送入所述運輸工具的儲罐(1)中的泵。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運輸工具儲罐(1)具有至少^ar g、優(yōu)選至少IObar g的設(shè)計壓力，并且所述運輸工具儲罐具有用于填充所述運輸工具儲罐 (1)的液態(tài)氣體的入口(4)和用于排空所述運輸工具儲罐(1)的出口，其中，所述入口具有用于加熱液態(tài)氣體的裝置(5、6)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于加熱液態(tài)氣體的裝置(5、 6)具有熱交換器( 和/或用于將來自所述運輸工具儲罐(1)的氣體添加至被泵送入所述儲罐中的液態(tài)氣體中的裝置(6)。
12.根據(jù)上述系統(tǒng)權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具有用于將來自所述運輸工具儲罐(1)的氣體與待泵送入所述運輸工具儲罐(1)中的液態(tài)氣體進行混合的混合器(6)。
13.根據(jù)上述系統(tǒng)權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具有過程空間00)， 所述用于加熱液態(tài)氣體的裝置(5、6、7)位于所述過程空間中。
14.根據(jù)上述系統(tǒng)權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具有一泵，通過所述泵能將所述液態(tài)氣體以至少4bar a、優(yōu)選至少6bar a的壓力泵送入所述運輸工具儲罐(1)中。
15.根據(jù)上述系統(tǒng)權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具有壓縮機(8)，通過所述壓縮機能將來自所述運輸工具儲罐(1)的氣體以至少:3bar a、優(yōu)選至少4bar a的壓力泵送入待泵送入所述運輸工具儲罐(1)中的液態(tài)氣體中。
16.根據(jù)上述系統(tǒng)權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運輸工具儲罐(1)的內(nèi)部沒有泵裝置。
17.根據(jù)上述系統(tǒng)權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具有用作為出口的取用管路(3)，所述取用管路一直延伸至所述儲罐(1)的底部。
18.根據(jù)上述系統(tǒng)權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具有用于來自所述運輸工具儲罐(1)的液態(tài)氣體的汽化器(17)。
19.根據(jù)上述系統(tǒng)權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具有用于將燃料從所述運輸工具儲罐(1)供應(yīng)給船舶驅(qū)動裝置的裝置。
20.根據(jù)上述系統(tǒng)權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述運輸工具儲罐(1)上焊接有至多兩個管路(2、3)并且不設(shè)有用于使多于兩個的管路(2、3)與所述儲罐(1)連接的儲罐接管。
21.根據(jù)上述系統(tǒng)權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具有至少一個壓力容器(21)，所述壓力容器包套至少一個用于使至少一個取用管路(3)打開和關(guān)閉的閥(18)。
22.一種船舶，具有根據(jù)上述系統(tǒng)權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在運輸工具、尤其是船舶的儲罐(1)中儲存低溫液態(tài)氣體的方法，該方法具有下述步驟從貯存罐取出液態(tài)氣體；對取出的液態(tài)氣體進行加熱；通過將被加熱的液態(tài)氣體泵送入所述運輸工具的儲罐(1)中來用所述液態(tài)氣體填充所述運輸工具的儲罐(1)。本發(fā)明還涉及一種通過其可實現(xiàn)所述方法的系統(tǒng)以及一種具有這種系統(tǒng)的船舶。
文檔編號F17C7/04GK102472430SQ201080032701
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者A·卡爾斯巴赫, O·拜爾 申請人:塔格海底天然氣工程有限公司