[发明专利]启动从液化气燃料系统至气动式引擎的气体输送的方法和针对气动式引擎的液化气燃料系统

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的启动从液化气燃料系统至气动式引擎(gas operated engine)的气体输送。

本发明涉及根据权利要求17的前序部分的针对气动式引擎的液化气燃料系统。

背景技术

天然气正成为针对船舶和其它海洋船只的原动机和辅助引擎的越来越具吸引力的燃料。具体地但非排它地，天然气(NG)由于其可用性而是可行的。天然气是一种气体混合物，在环境条件下包括占多数的甲烷以及少量乙烷、丙烷、丁烷和氮。相对于煤，天然气具有高的氢含量，因此当燃烧时，天然气排放量特别低，燃烧过程非常清洁，并且基本没有污染。特别是在船上有乘客的巡航船只、渡轮和所谓的客滚船上，借助于将天然气用作引擎的燃料，在船只引擎的排气中没有烟尘排放和可见烟雾是非常重要的特征，对于运载货物和散装材料的船也是如此。通常，在约-162℃的温度下将天然气存储为液化天然气(LNG)，因此，存储会产生问题，特别是在以约5巴的高压存储LNG时会产生问题，约5巴的高压是气动式活塞引擎需要的典型水平。

当装燃料(即，填充用LNG作燃料的船只的燃料舱)时，通常需要降低船只的LNG储罐内的压力以帮助液化天然气从储存罐流至船只的LNG储罐，以便与储存罐(即，LNG燃料舱)内的压力相比，使船只的储罐内具有最小/足够低的反压。通过从储罐顶部喷洒冷的LNG可以实现压力降低，这冷却气态的气体(gas in the gaseous phase)减小压力。

但是，在装燃料后，必须再次重建压力，以便具有足够的气体压力来将所述气体输送到处于适当压力下的船只引擎。在现有技术的系统中，通过加热LNG并利用所谓的压力建立回路在储罐顶部返回气体来重建所述压力。

如果船只引擎没有运转或者仅是空转，则在装燃料后仅存在有限的热可用。这意味着压力建立需要很长的时间。

在WO2011053164A1中示出了一种针对用于船舶推进的至少一个气动引擎的LNG燃料储罐系统，该系统包括至少一个LNG燃料储罐和气体容器，所述LNG燃料储罐通过LNG填充线从陆上LNG压力储罐填充设备装入燃料，其中，所述LNG燃料储罐是船舶的低压控制的大气压LNG储罐，所述气体容器是设置为分别在LNG装燃料以及LNG燃料储罐减压时积累闪蒸的和蒸发的气体的单壳非绝热的压力容器。气动引擎根据预定义的气体容器的压力，从气体容器或LNG燃料储罐得到燃料。因此，所述公开建议在LNG装燃料期间积累闪蒸的和蒸发的气体，同时通过连接在LNG燃料储罐和气体容器之间的压缩机保持所述LNG燃料储罐内的压力是低的。在完成从LNG燃料储罐装燃料后，将船只的气动引擎装燃料，使得使用来自气体容器的气体，直到压力接近约5-6巴的表头压力。

尽管在WO2011053164A1中示出的燃料系统本身可能是有益的，但是近期出现了提供其它解决方案以在海洋船只上(尤其是船只上的LNG储罐是压力容器的情况下)为LNG燃料储罐装燃料的需求。

本发明的目的是提供启动从液化气燃料系统至引擎的气体输送的方法以及针对气动式引擎的液化气燃料系统，该液化气燃料系统提供更简单的操作并且针对气动式活塞引擎直接利用气体作为燃料。

发明内容

本发明的目的根据独立权利要求的公开而基本满足。其它权利要求呈现了本发明的不同实施方式的更多细节。

根据本发明，在启动从液化气燃料系统至气动式引擎的气体输送的方法中，燃料储罐通过填充过程填充有液化气，燃料系统包括位于从所述储罐通向引擎的燃料管道内的主蒸发器，当所述引擎通过气化气体工作时，该主蒸发器使燃料储罐内的液化气蒸发，并且所述引擎启动并且工作进而产生废热，废热在传热介质回路中被利用，其中传热介质穿过设置为与所述储罐连接的压力建立蒸发器流动，并且所述主蒸发器依次与所述压力建立蒸发器串联，通过控制压力建立系统的工作来控制所述储罐内的压力，所述压力建立系统包括设置在从所述储罐的下部通向所述储罐的上部的管道内的压力建立蒸发器。所述填充过程使所述储罐内的压力至少为所述引擎所需的工作压力，并且当允许所述传热介质不受约束地穿过所述压力建立蒸发器流动时，通过控制所述管道内的蒸发的气体的流动速率来控制所述压力建立系统。

根据本发明的实施方式，所述方法在所述引擎工作的初始阶段，当仅有限量的热可用时，控制所述压力建立蒸发器内的蒸发的气体的所述流动速率，使得所述传热介质回路内的可用的热优先用于所述主蒸发器。

根据本发明的实施方式，通过设置在所述管道内的阀控制所述蒸发的气体的流动速率。