Система безопасной заправки судов сжиженным природным газом

Система безопасной заправки судов сжиженным природным газом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к передвижным плавучим заправочным станциям и может быть использовано для заправки судов, катеров, яхт и автотранспортных средств газовым моторным топливом (сжиженным газом).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является заправочная станция сжиженных углеводородных газов, содержащая передвижное основание и установленный на нем по меньшей мере один криогенный бак, заполненный сжиженным газом и снабженный трубопроводом подачи сжиженного газа к топливному баку автотранспортного средства (см. патент RU 2243445, F17C 7/00, 27.12.2004 - прототип).

Недостатком упомянутого выше технического решения является то, что его нельзя использовать для заправки водных транспортных средств.

Задачей заявленного изобретения является создание универсальной газозаправочной станции.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в расширении эксплуатационных возможностей газозаправочной станции и в обеспечении безопасности при заправке за счет использования взрывозащитных элементов.

Это достигается тем, что в устройстве безопасной заправки сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива на судах водного транспорта, содержащем газозаправочную станцию, выполненную в виде передвижного основания плавучего средства, на котором установлен по крайней мере один криогенный бак, криогенный насос, узел учета отгруженного сжиженного газа, наливной трубопровод с запорно-регулирующим устройством для подачи сжиженного газа в хранилище сжиженного газа, находящееся на судне, наливной трубопровод подачи сжиженного газа из криогенного бака к топливному баку машинного отделения судна, при этом плавучее средство имеет элементы для швартовки водного транспортного средства и элементы для швартовки к причальным береговым сооружениям, хранилище сжиженного газа, находящееся на судне, трубопроводом с криогенным насосом соединено с топливным баком машинного отделения, в котором размещена топливная система судна, включающая в себя судовую емкость сжиженного природного газа, окруженную снаружи теплоизоляционным кожухом с указателем уровня, которая через вентиль испарителя самонаддува соединена с криогенным трубопроводом, который, в свою очередь, соединен с испарителем самонаддува, а выход испарителя самонаддува соединен через газопровод с регулятором давления, соединенным с судовой емкостью, причем через криогенный трубопровод судовая емкость сообщается через обратный клапан и бункеровочную муфту с линией бункеровки «А», а также через переключатель жидкостной и паровой фазы и скоростной клапан - с продукционным испарителем-газификатором, при этом через газопровод судовая емкость сообщается через обратный клапан и бункеровочную муфту с линией дренажа «Б», а также через переключатель жидкостной и паровой фазы и скоростной клапан - с продукционным испарителем-газификатором, а на газопроводе находится предохранительный клапан с разрывным элементом, манометр и дренажный вентиль, при этом продукционный испаритель-газификатор, имеющий вход теплоносителя «В» и выход теплоносителя «Г», через магистральный вентиль соединен с судовым двигателем внутреннего сгорания, который соединен с глушителем выхлопных газов.

На фиг.1 представлена общая компоновочная схема заправки объектов водного транспорта непосредственно на водных акваториях, на фиг.2 - схема топливной системы судна.

Система безопасной заправки судов сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива на судах водного транспорта содержит газозаправочную станцию (фиг.1), которая содержит передвижное основание в виде плавучего средства 2, на котором установлен по крайней мере один криогенный бак 9, криогенный насос 11, узел учета 12 отгруженного сжиженного газа, наливной трубопровод 10 с запорно-регулирующим устройством 13 для подачи сжиженного газа в хранилище 7 сжиженного газа, находящееся на судне 1. Плавучее средство 2 имеет элементы для швартовки 3 водного транспортного средства и элементы для швартовки к причальным береговым сооружениям.

Хранилище 7 сжиженного газа, находящееся на судне 1, трубопроводом 14 с криогенным насосом 16 соединено с топливным баком 4 машинного отделения 5 судна 1.

В машинном отделении 5 судна 1 размещена топливная система 15.

В потолочной (верхней) части машинного отделения 5 установлен взрывозащитный элемент 6, а на крышке хранилища 7 сжиженного газа, находящегося на судне 1, установлен взрывозащитный элемент 8 мембранного типа.

Технологическое выполнение криогенного бака, трубопроводов, запорно-регулирующих устройств, узлов учета полученного и отгруженного сжиженного газа обеспечивает возможность их использования при работе со сжиженным газом, а также с криогенной жидкостью. Такое технологическое выполнение подразумевает, что упомянутые элементы газозаправочной станции рассчитаны на работу при повышенном давлении, выполнены из соответствующих материалов с соблюдением регламентов по безопасности.

Газозаправочная станция может быть выполнена в виде плавучей платформы понтонного типа.

Газозаправочная станция может быть выполнена в виде мобильного транспортного средства с возможностью перемещения по водной акватории.

Газозаправочная станция может быть выполнена в виде самоходного плавучего средства.

Газозаправочная станция работает следующим образом.

Водное транспортное средство 1 пришвартовывается к газозаправочной станции 2 посредством элементов для швартовки 3. При необходимости, газозаправочная станция может подходить (буксироваться) к судам в акватории и осуществлять их заправку.

После того как водное транспортное средство 1, нуждающееся в заправке, пришвартовалось к газозаправочной станции 2, присоединяют трубопровод подачи 10 к хранилищу СПГ 7 водного транспортного средства 1 и открывают запорно-регулирующее устройство 13. Посредством криогенного насоса 11 сжиженный газ поступает через трубопровод подачи 10 к хранилищу СПГ 7 водного транспортного средства 1. Узел учета 12 отгруженного сжиженного газа осуществляет контроль количества сжиженного газа, поступающего на заправку водного транспортного средства 1. В случае повышения давления в хранилище СПГ 7 срабатывает взрывозащитный элемент 8 мембранного типа.

Из хранилища СПГ 7 криогенным насосом 16 СПГ поступает в топливный бак 4 машинного отделения 5. Из топливного бака 4 СПГ поступает к остальным частям топливной системы 15. В случае взрыва в машинном отделении основная часть энергии взрыва будет отведена через взрывозащитный элемент 6.

Топливная система 15 судна 1 (фиг.2) включает в себя судовую емкость сжиженного природного газа (СПГ) 17, окруженную снаружи теплоизоляционным кожухом 18 и указателем уровня 32. Судовая емкость СПГ 17 через вентиль испарителя самонаддува 25 соединена с криогенным трубопроводом 21, который, в свою очередь, соединен с испарителем самонаддува 19. Выход испарителя самонаддува 19 соединен через газопровод 39 с регулятором давления 24, соединенным с судовой емкостью СПГ 17. Через криогенный трубопровод 37 судовая емкость СПГ 17 сообщается через обратный клапан 29 и бункеровочную муфту 33 с линией бункеровки «А», а также через переключатель жидкостной и паровой фазы 21 и скоростной клапан 23 с продукционным испарителем-газификатором 20. Через газопровод 38 судовая емкость СПГ 17 сообщается через обратный клапан 30 и бункеровочную муфту 34 с линией дренажа «Б», а также через переключатель жидкостной и паровой фазы 21 и скоростной клапан 23 с продукционным испарителем-газификатором 20. Также на газопроводе 37 находится предохранительный клапан с разрывным элементом 28, манометр 31 и дренажный вентиль 27. Продукционный испаритель-газификатор 20, имеющий вход теплоносителя «В» и выход теплоносителя «Г», через магистральный вентиль 22 соединен с судовым двигателем внутреннего сгорания (СДВС) 35, который соединен с глушителем выхлопных газов 36.

Система безопасной заправки судов сжиженным природным газом работает следующим образом.

Топливная система 15 судна 1 (фиг.2) работает следующим образом.

По линии бункеровки «А», через бункеровочную муфту 33 и обратный клапан 29 СПГ по криогенному трубопроводу 37 поступает в судовую емкость СПГ 17, окруженную теплоизоляционным кожухом 18 с осуществлением контроля уровня заполнения судовой емкости СПГ 17 с помощью указателя уровня 32. После окончании бункеровки судна необходимо подать топливо к СДВС 35, для чего необходимо создать повышенное давление в судовой емкости СПГ 17, что достигается путем подачи СПГ через клапан испарителя самонаддува 25 по криогенному трубопроводу 21 к испарителю самонаддува 19, в котором происходит фазовый переход жидкой фазы природного газа в газообразную (ПГ). ПГ через газопровод 39 и регулятор давления 24 поступает в судовую емкость СПГ 17, в результате чего происходит вытеснение СПГ по криогенному трубопроводу 37 и его поступление к переключателю жидкостной и паровой фазы 21, осуществляющему подачу СПГ через скоростной клапан 23 к продукционному испарителю-газификатору 20. Под воздействием теплоносителя, поступающего в продукционный испаритель-газификатор 20 через вход теплоносителя «В» и выход теплоносителя «Г» происходит переход СПГ из жидкой в газовую фазу, после чего полученный ПГ через магистральный вентиль 22 поступает к СДВС 35, продукты сгорания которого выбрасываются в атмосферу через глушитель 36.

В связи с тем, что теплоизоляционный кожух 18 не может обеспечить 100% теплоизоляцию СПГ от притока внешнего тепла из окружающего пространства, в топливной системе судна на сжиженном природном газе предусмотрен сброс излишков ПГ, образующийся в результате хранения СПГ. Давление в судовой емкости СПГ 17 контролируется манометром 31. Для снижения давления служит дренажный вентиль 27, а в случае резкого неконтролируемого повышения давления происходит срабатывание предохранительного клапана с разрывным элементом 28.

Заявленное техническое решение позволит производить заправку различных видов транспортных средств сжиженным газом, используемым в качестве альтернативного моторного топлива на автомобильном, железнодорожном транспорте, а также на морских и речных судах.

1. Система безопасной заправки судов сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива на судах водного транспорта, содержащая газозаправочную станцию, выполненную в виде передвижного основания плавучего средства, на котором установлен, по крайней мере один криогенный бак, криогенный насос, узел учета отгруженного сжиженного газа, наливной трубопровод с запорно-регулирующим устройством для подачи сжиженного газа в хранилище сжиженного газа, находящееся на судне, наливной трубопровод подачи сжиженного газа из криогенного бака к топливному баку машинного отделения судна, при этом плавучее средство имеет элементы для швартовки водного транспортного средства и элементы для швартовки к причальным береговым сооружениям, отличающаяся тем, что хранилище сжиженного газа, находящееся на судне, трубопроводом с криогенным насосом соединено с топливным баком машинного отделения, в котором размещена топливная система судна, включающая в себя судовую емкость сжиженного природного газа, окруженную снаружи теплоизоляционным кожухом с указателем уровня, которая через вентиль испарителя самонаддува соединена с криогенным трубопроводом, который, в свою очередь, соединен с испарителем самонаддува, а выход испарителя самонаддува соединен через газопровод с регулятором давления, соединенным с судовой емкостью, причем через криогенный трубопровод судовая емкость сообщается через обратный клапан и бункеровочную муфту с линией бункеровки «А», а также через переключатель жидкостной и паровой фазы и скоростной клапан - с продукционным испарителем-газификатором, при этом через газопровод судовая емкость сообщается через обратный клапан и бункеровочную муфту с линией дренажа «Б», а также через переключатель жидкостной и паровой фазы и скоростной клапан - с продукционным испарителем-газификатором, а на газопроводе находится предохранительный клапан с разрывным элементом, манометр и дренажный вентиль, при этом продукционный испаритель-газификатор, имеющий вход теплоносителя «В» и выход теплоносителя «Г», через магистральный вентиль соединен с судовым двигателем внутреннего сгорания, который соединен с глушителем выхлопных газов.

2. Система безопасной заправки судов сжиженным природным газом, используемым в качестве топлива на судах водного транспорта по п. 1, отличающаяся тем, что в потолочной части машинного отделения установлен взрывозащитный элемент, а на крышке хранилища сжиженного газа, находящегося на судне, установлен взрывозащитный элемент мембранного типа.