專利名稱：一種天然氣存儲和運輸船的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種天然氣的儲存和運輸工具，特別是一種存儲和運輸天然氣的船舶。
背景技術：
隨著世界經濟的迅猛發展，能源問題日益突出。煤、石油等能源日趨枯竭，能源價格不斷上升。天然氣作為一種資源豐富、低污染的燃料越來越受到關注。目前儲存和運輸天然氣的方法主要有兩種液化法和壓縮法。目前，船舶上廣泛應用液化法來運輸天然氣， 稱為液化天然氣船。但是液化天然氣船對焊接技術的特殊要求和高昂的制造成本，特別是液化天然氣船泄露造成的潛在風險都極大地限制了液化天然氣船的發展。除此之外，液化天然氣船在運輸的過程中需要不斷地輸入冷量維持在常壓下極低的溫度(_165°C )，這將極大地消耗船舶電能。壓縮法是將天然氣在20MPa的高壓下進行壓縮作為儲存方式。由于壓縮法儲氣壓力高，該技術存在儲氣瓶自重大、建壓縮天然氣充氣站費用高、安全隱患多等缺陷，無法在船舶上應用。
發明內容
為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種可降低儲氣壓力和制造成本的天然氣存儲和運輸船。為了實現上述目的，本發明的技術方案如下一種天然氣存儲和運輸船，包括天然氣存儲系統、充氣冷卻吸附系統和放氣加熱解吸系統，所述的天然氣存儲系統包括天然氣吸附艙、電磁閥G、過濾裝置、電磁閥H和標準通岸接頭，所述的天然氣吸附艙通過管路依次與電磁閥G、過濾裝置、電磁閥H和標準通岸接頭連接；所述的放氣加熱解吸系統包括高效高溫換熱器、天然氣吸附艙、冷凝器、儲液器和循環泵，所述的高效高溫換熱器的一端通過管路依次與電磁閥A、天然氣吸附艙、電磁閥B、冷凝器、儲液器、循環泵、電磁閥C和高效高溫換熱器的另一端連接，形成放氣加熱解吸回路；所述的天然氣吸附艙中填充吸附劑；所述的充氣冷卻吸附系統包括低品位能源制冷裝置、冷凝器、儲液器、熱力膨脹閥和天然氣吸附艙，所述的低品位能源制冷裝置的一端通過管路依次與電磁閥E、冷凝器、儲液器、電磁閥 F、熱力膨脹閥、天然氣吸附艙、電磁閥D和低品位能源制冷裝置的另一端連接，形成充氣冷卻吸附回路；所述的熱力膨脹閥的感溫包安裝在天然氣吸附儲存箱的吸附層內；所述的放氣加熱解吸系統和充氣冷卻吸附系統共用冷凝器和儲液器；所述的低品位能源制冷裝置以船舶余熱為熱驅動力。本發明所述的吸附劑是活性炭或分子篩。本發明所述的低品位能源制冷裝置是吸附式制冷裝置、吸收式制冷裝置或噴射式制冷裝置。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果I、本發明設計了一種吸附天然氣船，采用吸附法儲存天然氣，可使天然氣存儲系統的壓力降低至3. 5MPa，減小儲存容器的壁厚，降低對焊接技術的要求，提高了安全系數并降低了使用成本。2、本發明采用吸附法儲存天然氣，可使天然氣存儲系統的壓力可降低至3. 5MPa， 可以直接存儲來自氣田的5MPa的天然氣，無需建高壓充氣裝置，初期投資費用較低。3、本發明的放氣加熱解吸系統可采用船舶尾氣作為熱源，利用船舶尾氣直接對放氣加熱解吸系統進行加熱，在高溫的條件下將活性炭吸附的天然氣釋放出來；充氣冷卻吸附系統中的低品位能源制冷裝置以船舶尾氣或主機缸套水余熱作為驅動力，充分利用了船舶尾氣的余熱，無需額外消耗能量，節約了能源。
本發明僅有附圖I張，其中圖I是吸附天然氣船的存儲系統示意圖。圖中1、高效高溫換熱器，2、電磁閥A，3、天然氣吸附艙，4、電磁閥B，5、冷凝器，6、 儲液器，7、循環泵，8、電磁閥C，9、低品位能源制冷裝置，10、電磁閥E，11、電磁閥F，12、熱力膨脹閥，13、電磁閥D，14、電磁閥G，15、過濾裝置，16、電磁閥H，17、標準通岸接頭。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步地說明。如圖I所示，一種天然氣存儲和運輸船， 包括天然氣存儲系統、充氣冷卻吸附系統和放氣加熱解吸系統，所述的天然氣存儲系統包括天然氣吸附艙3、電磁閥G14、過濾裝置15、電磁閥H16和標準通岸接頭17，所述的天然氣吸附艙3通過管路依次與電磁閥G14、過濾裝置15、電磁閥H16和標準通岸接頭17連接；所述的放氣加熱解吸系統包括高效高溫換熱器I、天然氣吸附艙3、冷凝器5、儲液器6和循環泵7，所述的高效高溫換熱器I的一端通過管路依次與電磁閥A2、天然氣吸附艙3、電磁閥 B4、冷凝器5、儲液器6、循環泵7、電磁閥CS和高效高溫換熱器I的另一端連接，形成放氣加熱解吸回路；所述的天然氣吸附艙3中填充吸附劑；所述的充氣冷卻吸附系統包括低品位能源制冷裝置9、冷凝器5、儲液器6、熱力膨脹閥12和天然氣吸附艙3，所述的低品位能源制冷裝置9的一端通過管路依次與電磁閥E10、冷凝器5、儲液器6、電磁閥F11、熱力膨脹閥12、天然氣吸附艙3、電磁閥D13和低品位能源制冷裝置9的另一端連接，形成充氣冷卻吸附回路；所述的熱力膨脹閥12的感溫包安裝在天然氣吸附儲存箱的吸附層內；所述的放氣加熱解吸系統和充氣冷卻吸附系統共用冷凝器5和儲液器6。所述的低品位能源制冷裝置9以船舶余熱為熱驅動力。所述的吸附劑是活性炭或分子篩。所述的低品位能源制冷裝置9是吸附式制冷裝置、吸收式制冷裝置或噴射式制冷裝置。本發明的工作過程如下當需要充氣冷卻吸附時，利用船舶余熱啟動低品位能源制冷裝置9，同時開啟電磁閥D13、電磁閥E10、電磁閥F11、電磁閥G14和電磁閥H16，而電磁閥A2、電磁閥B4、電磁閥C8均處于關閉狀態。制冷工質由儲液器6經電磁閥Fll和熱力膨脹閥12進入天然氣吸附艙3中對吸附劑進行冷卻，在低等溫吸附狀態下天然氣通過標準通岸接頭17、電磁閥H16、過濾裝置15和電磁閥G14進入到天然氣吸附艙3中。當需要放氣加熱解吸時，利用船舶余熱對高效高溫換熱器I進行加熱，當加熱到指定溫度時，電磁閥 A2、電磁閥B4、電磁閥C8、電磁閥G14和電磁閥H16同時開啟，電磁閥D13、電磁閥E10、電磁閥Fll均處于關閉狀態。高溫蒸汽經電磁閥A2通過管路進入到天然氣吸附艙3中對吸附劑進行加熱，使放氣解吸過程處于高等溫解吸狀態，解吸出的天然氣經電磁閥G14、過濾裝置15、電磁閥H16和標準通岸接頭17排出。高溫蒸汽對吸附劑加熱后經電磁閥B4進入冷凝器5中冷凝，冷凝后的液體進入儲液器6中，再由循環泵7輸送回高效高溫換熱器I中。 通過控制加熱解吸和冷卻吸附的溫度使吸附劑的吸附性能處于最佳狀態。
權利要求
1.一種天然氣存儲和運輸船，其特征在于包括天然氣存儲系統、充氣冷卻吸附系統和放氣加熱解吸系統，所述的天然氣存儲系統包括天然氣吸附艙(3)、電磁閥G(14)、過濾裝置(15)、電磁閥H(16)和標準通岸接頭(17)，所述的天然氣吸附艙(3)通過管路依次與電磁閥G(14)、過濾裝置(15)、電磁閥H(16)和標準通岸接頭(17)連接；所述的放氣加熱解吸系統包括高效高溫換熱器(I)、天然氣吸附艙(3)、冷凝器(5)、儲液器(6)和循環泵(7)， 所述的高效高溫換熱器(I)的一端通過管路依次與電磁閥A (2)、天然氣吸附艙(3)、電磁閥 B (4)、冷凝器(5)、儲液器(6)、循環泵(7)、電磁閥C(S)和高效高溫換熱器⑴的另一端連接，形成放氣加熱解吸回路；所述的天然氣吸附艙(3)中填充吸附劑；所述的充氣冷卻吸附系統包括低品位能源制冷裝置(9)、冷凝器(5)、儲液器(6)、熱力膨脹閥(12)和天然氣吸附艙(3)，所述的低品位能源制冷裝置(9)的一端通過管路依次與電磁閥E(IO)、冷凝器(5)、 儲液器(6)、電磁閥F(Il)、熱力膨脹閥(12)、天然氣吸附艙(3)、電磁閥D(13)和低品位能源制冷裝置(9)的另一端連接，形成充氣冷卻吸附回路；所述的熱力膨脹閥(12)的感溫包安裝在天然氣吸附儲存箱的吸附層內；所述的放氣加熱解吸系統和充氣冷卻吸附系統共用冷凝器(5)和儲液器￠);所述的低品位能源制冷裝置(9)以船舶余熱為熱驅動力。
2.根據權利要求I所述的一種天然氣存儲和運輸船，其特征在于所述的吸附劑是活性炭或分子篩。
3.根據權利要求I所述的一種天然氣存儲和運輸船，其特征在于所述的低品位能源制冷裝置(9)是吸附式制冷裝置、吸收式制冷裝置或噴射式制冷裝置。
全文摘要
本發明公開了一種天然氣存儲和運輸船，包括天然氣存儲系統、充氣冷卻吸附系統和放氣加熱解吸系統，所述的天然氣存儲系統包括天然氣吸附艙、過濾裝置和標準通岸接頭，所述的放氣加熱解吸系統包括高效高溫換熱器、天然氣吸附艙、冷凝器、儲液器和循環泵，所述的充氣冷卻吸附系統包括低品位能源制冷裝置、冷凝器、儲液器、熱力膨脹閥和天然氣吸附艙。本發明設計了一種吸附天然氣船，采用吸附法儲存天然氣，可使天然氣存儲系統的壓力降低至3.5MPa，減小儲存容器的壁厚，降低對焊接技術的要求，提高了安全系數并降低了使用成本。本發明的放氣加熱解吸系統和充氣冷卻吸附系統充分利用了船舶尾氣的余熱，無需額外消耗能量，節約了能源。
文檔編號B63B25/12GK102582796SQ20121007355
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月19日 優先權日2012年3月19日
發明者潘新祥, 董景明 申請人:大連海事大學