[实用新型]深冷流体输送系统

说明书

相关参考交叉引用

本申请要求对提交于2014年5月29日的共同未决的第62/004,477号，名称为“LNGDeliverySystemwithSaturatedFuelReserve”的美国临时专利申请的优先权。在此要求对前述提交日期的优先权并且结合该临时申请的全部内容作为参考。

技术领域

本揭示内容涉及用于将液化天然气(LNG)从贮罐输送至应用装置(诸如天然气驱动的车辆发动机)的系统。所揭示的装置和方法可被用在各种环境下并特别适于不执行LNG燃料预饱和的市场。当贮罐压力降至预定义水平以下时，所揭示的装置和方法可被用作“调节热量(trimheat)”的源。

背景技术

许多重型负载的燃烧天然气的车辆发动机都要求天然气的入口压力设定成特定值，例如100psig(磅/平方英寸)左右。在大多数市场中，使LNG饱和至或加入热量至其蒸气压力达到大概等于应用装置(即，车辆)所要求的压力的点。这种建立饱和压力的处理一般在LNG燃料站进行。但是，也存在一些市场，在将燃料传送至车载贮罐之前并不执行这种燃料饱和或者不执行至加注燃料后在车辆罐内的饱和液体程度足以达到100psig饱和液体的程度。因此，贮罐可最后在期望压力以下通过LNG井进行填充。此外，一些发动机需要压力在150psig左右，这并不实际可实现，即使是在输送前使燃料饱和的燃料站里。

在一种推荐的方案中，在LNG上方使用压缩天然气(CNG)来增加蒸汽压力以在上升压力下输送燃料。但是，这种方案需要将第二个用于CNG的罐体安装在车辆上，这增加了在车架上的重量并占用了有价值的空间。在另一个推荐的方案中，特定的燃料站先将LNG填充入贮罐，然后使用天然气蒸汽加入额外的热量以使贮罐中的燃料达到饱和。车辆燃料系统配备有特定的溢流罐，在填充过程中，过量的LNG将进入溢流罐。但是，这种方案需要特定的燃料站，车辆必须在那里进行填充。

另一种推荐的方案不仅利用溢流罐，并且还使用特定的主罐，其被设计成无论液体饱和压力如何均保持以液压方式填充以维持足够的压力到达发动机。但是，这种特殊的燃料罐对于系统增加了额外的成本和复杂性。

实用新型内容

本实用新型所揭示的是一种深冷流体输送系统，其克服了前述现有技术中的缺陷。在一实施例中，本系统使用一个或多个主罐并使用储备罐，其中罐体可被安装在可移动的车辆上。主罐可利用在固定的深冷瓶(cryogeniccylinder)中时而使用的类型的增压回路(pressurebuildingcircuit)。这种增压回路利用重力将液体冷冻剂馈入汽化器中。液体汽化时，其体积膨胀，并且逸出的气体被引导至主罐中冷冻剂上方的蒸汽空间中，在罐体中液相的上方建立起蒸汽压头(headofvaporpressure)。备选地，来自燃料系统下游(热交换器之后)的气体可通过机械作用被推回至蒸汽空间。序列号第14/044,622号美国专利申请说明了用于这样的机械增压作用的相关的装置和方法并结合在本文中作为参考。

车载贮罐上的传统风格的增压回路和机械作用的增压器(pressurebuilder)都不能单独维持保持不变的供给加压的LNG。由于LNG车载贮罐是被用在移动的应用中，一旦车辆处于运动中并且液相和汽相混合，在液相上方建立的任何蒸汽压力都将很快坍塌。以这种方式加入足够的热量以使罐内大量LNG完全饱和可花费带来不方便的时间量，例如1小时。

因此，除了使用增压式的罐体以外，在本系统中还使用了储备罐，其贮存饱和液体，当主罐正在进行饱和时，车辆可使用这些饱和液体来驱动车辆。一旦主罐中的液体饱和，该主罐用它们的目前已饱和的液体给车辆加燃料并重新填充储备罐，其将被贮存起来直到进行下一次填充。

一方面，这里所解释的深冷流体输送系统包括：主罐系统，主罐系统包括适于包含深冷流体的第一供给的主罐，主罐包括头空间，其适于包括在主罐中贮存的深冷流体之上的蒸汽；储备罐系统，储备罐系统包括适于包含深冷流体的第二供给的储备罐，储备罐包括头空间，其适于包含在储备罐中贮存的深冷流体之上的蒸汽；增压回路，其适于将蒸汽输送至主罐的头空间以在主罐中增压，增压回路连接在燃料输送管线或者主罐中的液体和主罐的头空间之间；燃料输送管线，其将深冷流体从主罐或储备罐供给到应用装置，燃料输送管线将主罐和储备罐并行连接到应用装置；其中，储备罐贮存饱和深冷流体，其在主罐中的深冷流体进行饱和时经由燃料输送管线被输送至应用装置，并且其中，当主罐中的深冷流体饱和时，流体输送系统转换至将深冷流体从主罐经由燃料输送管线输送至应用装置。