[发明专利]用于将以液化形式储存的流体以气体形式递送至最终用户的系统和方法

说明书

公开了一种用于将流体以液化形式储存于储存容器中并且经由供给线将它以气体形式递送至最终用户的系统和方法。所述系统包括用于在满足预定条件时使所述流体从所述供给线返回至所述容器的压力泄放回路。所述压力泄放回路包括连接至所述供给线和所述储存容器的返回线、用于使所述流体转向至别处的转向线以及可操作以根据预定条件而将所述流体引导至所述线路中的任一者的切换装置。

技术领域

本公开涉及用于将以液化形式储存的流体以气体形式递送至最终用户的系统和方法。更明确地说，所公开的系统和方法是用于处置在标准压力和温度条件下通常呈气体形式并且以液化形式储存在储存容器中的流体以及用于在满足预定条件时使呈气体形式的流体返回至储存容器由此减少从所述系统排放的流体的量。

背景技术

用于以液化形式储存流体并且以气体形式递送所述流体的系统在将燃料递送至内燃机方面受到青睐。已使用内燃机来产生动力和驱动机器达一个多世纪。历史上，汽油和柴油是优选的燃料选择，因为它们是充足的、廉价的并且易于储存。虽然天然气已用作车辆的燃料达五十多年，但是因为各种原因，限制广泛使用，所述原因包括燃料储存密度、基础设施、燃料利用率以及与常规液体燃料车辆相比通常是较高的资本成本。然而，因为若干因素，替代的燃料选择正受到加倍重视，所述因素包括变动的经济条件、对减少污染的希望以及对减少对逐渐减少且日益昂贵的石油资源的依赖性的希望。

用天然气或其它气体燃料取代液体燃料有众多优点，所述天然气或其它气体燃料在内燃机中是可燃的并且在标准压力和温度条件下呈气相。“标准压力和温度”在本文中被界定为1巴(14.5psi)的绝对压力和摄氏0度(华氏32度)。天然气是可燃气体的混合物，并且其确切的组成取决于来源而改变，但一般主要是甲烷。其它气体燃料包括乙烷、丙烷和其它较轻的易燃烃衍生物以及氢和其混合物。例如，氢与天然气的混合物已用作内燃机的燃料，并且此类混合物有时被称作“HCNG”。与常规液体燃料相比，所公开的气体燃料一般是燃烧更清洁的并且可以由可再生能源产生。天然气是现今可获得的最充足的气体燃料之一。

因为在机动车辆上用于储存燃料的可用空间通常是有限的，所以与液体燃料相比，阻止天然气更广泛地用作运输燃料的因素是气体燃料的能量密度。例如，在约200巴(3000psi)的储存压力下以气体形式储存的天然气需要为储存与柴油或汽油相同量的能量所需的体积的约4倍的体积。用于增加气体燃料的能量密度的解决方案是将它以液化形式储存。例如，如果液化天然气(“LNG”)在低温下储存，例如在约-150℃与-130℃之间(在约-240℉与-200℉之间)，那么这可以通过LNG的相对较低的储存压力(例如，在约1巴与13.8巴之间(在约14.5psi与100psi之间)的压力)来实现。然而，对于将流体(例如天然气)以液化形式储存并且将它以气体形式递送的系统，需要用于在某些条件下，例如在所述系统关掉时或在燃料供给线中的压力高于用于操作发动机所需的如(例如)参考发动机图确定的所要压力时，减少加压气体流体从所述系统的排放的解决方案。在供应气体(例如氧或氮)的气体递送系统中，虽然在需要从所述系统释放高压气体的情况下是浪费的，但是加压气体可以简单地排放至大气而无需担心它对环境的影响。在将燃料供应至发动机的气体递送系统中，虽然天然气是地球大气的天然存在的成分，但是它通常以极少的量存在并且将天然气排放至大气是非所要的和浪费的。因此，对于将气体燃料(例如天然气)供应至发动机或其它最终用户的燃料递送系统，尽管供给线中存在的气体的量较小，但是减少从供给线排放至大气的天然气的量是优选的。

液化的气体燃料(例如LNG)储存于隔热的储存容器中以减少至储存空间中的热泄漏。泄漏至储存空间中的热可能会使所储存流体中的一些蒸发，由此增加蒸气压力。如果蒸气压力超过储存容器的预定泄放压力，那么压力泄放阀打开以防止损坏储存容器。通常，从储存容器排放的蒸气释放至大气中。为了最小化向大气的燃料排放，LNG储存容器包括用于防止热引入至储存空间中的特征和/或用于防止储存容器中的蒸气压力增加到泄放压力以上的特征。