[发明专利]一种LNG动力CO2

说明书

本发明提出了一种LNG动力CO₂运输船利用燃料冷能的货舱保温系统，该系统包括LNG储罐、驳运泵、增压泵、冷媒换热器、缸套水加热器、CO₂换热器、冷媒循环泵、CO₂储罐、冷媒温包、温度继电器，应用在以LNG为动力的半冷半压CO₂运输船上。本发明系统利用LNG燃料使用过程中释放的冷能为CO₂运输船的CO₂储罐制冷，避免CO₂储罐内BOG的产生，船舶无需另设新的CO₂储罐制冷设备，能够节省大量的船舶电能和投入成本，提升船舶的经济性，且本发明还可有效节省蕴含高品质废热的主机缸套水，提高整船的能量利用率。因此，在当前船舶节能减排的背景下，本发明具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种LNG动力CO₂运输船利用燃料冷能的货舱保温系统。

背景技术

全球变暖是目前国际社会密切关注的环境问题之一。近年来，随着二氧化碳(CO₂)气体排放的不断增加，碳减排、封存以及运输技术受到船舶行业的广泛关注。国际海事组织对碳排放提出了更高的要求，中国设定了“2030年碳达峰，2060年碳中和”的宏伟目标。在国内外对碳排放日益严苛的背景下，如何减少CO₂的排放已成为亟需解决的难题。

为了大规模减少CO₂排放，可以对CO₂进行捕集并利用或储存。目前，常用的CO₂的储存方法主要有矿石碳化、海水固碳、矿井封存等。例如冰岛的存储能力为2.5万亿吨CO₂，超过了55年的全球CO₂排放量。但无论何种储存方式，都需要对CO₂进行海上转移和运输，CO₂运输船正是运输CO₂的重要手段之一。

为增加CO₂的运输量，CO₂通常以液态的形式采用储罐进行运输，CO₂运输船的储罐有全冷式、全压式、半冷半压式。全冷式和全压式储罐存在较大的缺点，全压式采用高压的方式将CO₂液化，对储罐的压力要求较高；全冷式需要将储罐内温度降低至-79℃左右，需要很高成本的制冷设备及较厚的储罐保温层。而半冷半压式CO₂储罐内的压力介于1.0MPa～1.5MPa之间，温度维持在-36.61℃～-25.74℃之间，所需储罐温度、压力要求相对较低，具有较好的经济性，但储罐和外界环境仍旧存在一定的温差，导致储罐发生较多的渗入热，不可避免地储罐中液态CO₂会有BOG的产生，为此，船舶需要设置制冷设备，但制冷设备需要船舶电力系统供电，会耗费非常多的船舶电能。

天然气是一种清洁环保的优质能源且在全球储量丰富，与石油等化石燃料相比，使用天然气作为船用能源可以避免SO_x的产生，也可以大幅度减少NO_x和CO₂的排放，因此，当前和未来LNG动力船舶会越来越多。此外，由于天然气密度小，为了满足燃料携带量和进一步减少储存空间，通常将天然气液化存储在储罐中。LNG(液化天然气)是一种-163℃的低温液体，作为燃料时需要吸热气化升温至20℃～45℃才能使用，这一过程会释放大量冷能。

基于此，若是能提出一种LNG动力CO₂运输船利用燃料冷能的货舱保温系统，利用LNG燃料的冷能为CO₂运输船的CO₂储罐制冷，使其保持相对的低温，进而避免CO₂储罐中BOG的产生，那么这种方式将能大幅度减少船舶电能的消耗，具有很高的实际意义。

发明内容

本发明的目的是针对上述提到的问题，提出一种LNG动力CO₂运输船利用燃料冷能的货舱保温系统。该系统包括LNG燃料供给系统，CO₂储罐制冷系统。