用于供给液化天然气燃料的系统技术方案

公开了一种LNG燃料供给系统，包括：燃料供给管路，其从LNG存储罐连接至发动机；泵，其设置在该燃料供给管路上，并且配置为通过压缩高压下从LNG存储罐中释放的LNG而将LNG改变成处于过冷液体状态的LNG；以及热交换器，其设置在发动机与泵之间的燃料供给管路上，并且配置为通过加热从泵供给的处于过冷液体状态的LNG而将处于过冷液体状态的LNG相变成处于超临界状态的LNG。

【技术实现步骤摘要】
用于供给液化天然气燃料的系统
本申请基于2013年2月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0017684号并要求其优先权，其全部内容通过引用合并于此。本专利技术的实施例涉及一种用于供给液化天然气(LNG)燃料的系统。
技术介绍
船舶是一种运输交通工具，用于航行跨越大洋，装载大量的矿材料、原油、天然气、数千个集装箱等。船舶是由钢铁制成的，并且当其由浮力而浮于水面上时通过螺旋桨的旋转而产生的推进力移动。船舶通过驱动发动机而产生推进力。发动机通过使用汽油或柴油而使活塞移动，并且通过由活塞执行的往复运动而使曲轴旋转，从而使连接至曲轴的轴旋转以驱动螺旋桨。然而，最近，液化天然气(LNG)船正使用驱动使用LNG作为燃料的发动机的LNG燃料供给方法。这种LNG燃料供给方法也已用于除LNG船之外的其他船舶中。通常已知的是，LNG是清洁燃料并且LNG存储量大于石油储备。随着采矿技术和运输技术的发展，LNG消费量已激增。作为LNG主要成分的甲烷通常在I个大气压下以-162°C或更低的温度而保存在液体状态。液化甲烷的体积约为标准状态下气态甲烷体积的1/600，且液化甲烷的比重为0.42，约为原油比重的一半。然而，用于驱动发动机的温度和压力等可能不同于存储在罐中的LNG的状态。因此，用于通过控制处于液体状态的所存储的LNG的温度和压力等而将LNG供给至发动机的技术的研究与开发还在继续。
技术实现思路
在实施例中的液化天然气(LNG)燃料供给系统通过由泵在高压下压缩LNG而将处于液体状态的LNG相变成处于过冷液体状态的LNG，从而使由泵而传递至LNG的能量集中地用于增加LNG的压力，而不是在LNG的压力增加至发动机所要求的压力时用于增加LNG的温度，从而减少用于驱动所述泵的电能的数量。此外，通过使用从在包括锅炉的各种设备所产生的废热中很容易获得的多余能量作为热源，在实施例中的LNG燃料供给系统通过热交换器在发动机所要求的燃烧温度下对处于过冷液体状态的LNG进行加热，从而提高船舶的能量利用效率。本专利技术的实施例提供了一种LNG燃料供给系统，包括:燃料供给管路，其从LNG存储罐连接至发动机；泵，其设置在所述燃料供给管路上，并且配置为通过以高压压缩从所述LNG存储罐中释放的LNG而将LNG改变成处于过冷液体状态的LNG ；以及热交换器，其设置在所述发动机与所述泵之间的燃料供给管路上，并配置为通过加热而将处于过冷液体状态的LNG改变成处于超临界状态的LNG，且将所加热的LNG供给至所述发动机。所述泵可将从所述LNG存储罐中释放的LNG相变成具有比临界压力更高的压力且比临界温度更低的温度的处于过冷液体状态的LNG。所述泵可以包括在200bar至400bar下压缩从所述LNG存储罐中释放的LNG的高压栗。所述泵还可以包括增压泵，其设置在所述LNG存储罐与高压泵之间的燃料供给管路上，并配置为对从所述LNG存储罐中释放的LNG进行加压且将加压的LNG供给至所述高压栗。所述增压泵可以在Ibar至25bar下对从所述LNG存储罐中释放的LNG进行加压。所述热交换器可以对LNG进行加热，从而使LNG的温度达到第一预定温度，同时在200bar至400bar下保持从所述泵中释放的LNG的压力，并且所述第一预定温度是比临界温度相对更高的温度。所述第一预定温度可以是由所述发动机所要求的燃烧温度。所述第一预定温度可以为40°C至60°C。根据实施例中的LNG燃料供给系统，当通过使用所述泵而使存储在所述LNG存储罐中的处于液体状态的LNG增加至具有发动机所要求的压力时，处于液体状态的LNG相变至处于过冷液体状态的LNG，从而最大限度地防止所述泵的能量被浪费掉以增加LNG的温度，因而减少所述泵消耗的电能的数量。此外，根据实施例中的LNG燃料供给系统，通过使用所述热交换器加热处于过冷液体状态的LNG，处于过冷液体状态的LNG相变至处于超临界状态的LNG，然后相变的LNG被供给至发动机，从而可以减少电能的使用率且改善在船舶中可以很容易获得的热能的使用率。此外，根据实施例中的LNG燃料供给系统，通过减少电能的使用率并且增加热能的使用率，可以改善船舶的能量使用效率。前述的
技术实现思路
仅是示例性的，且不旨在以任何方式限制。除了上述的示例性的方面、实施例以及特征之外，参照附图及下面的详细说明书，其他的方面、实施例以及特征将变得显而易见。【附图说明】对于本领域的普通技术人员来说，参照附图，通过详细描述其中的实施例，本专利技术的上述及其它特征和优点将变得更加显而易见，其中:图1是根据本专利技术实施例的LNG燃料供给系统的概念图；图2是根据本专利技术实施例的LNG燃料供给系统中LNG存储罐的剖视图；图3是根据本专利技术实施例的用于描述LNG燃料供给系统中LNG相变的LNG相变曲线图；图4是根据本专利技术另一实施例的用于描述LNG燃料供给系统中LNG相变的LNG相变曲线图；以及图5是根据本专利技术另一实施例的用于描述LNG燃料供给系统中能量使用率的曲线图。【具体实施方式】在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的示范性实施例。图1是示出了根据本专利技术实施例的LNG燃料供给系统的概念图，图2是根据本专利技术实施例的LNG燃料供给系统中LNG存储罐的剖视图。如图1和2所示，根据本专利技术实施例的LNG燃料供给系统I包括LNG存储罐10、发动机20、泵30和热交换器40。LNG存储罐10存储要被供给至发动机20的LNG。LNG存储罐10需要存储处于液体状态的LNG，并且在这种情况下，LNG存储罐10可以具有压力罐的形式。在下文中，在本说明书中，LNG可以用作包括处于超临界状态的天然气(NG)以及为方便起见处于液化状态的NG的意图。如图2所示，LNG存储罐10包括外罐11、内罐12和绝热部13。具有形成LNG存储罐10外壁的结构的外罐11可以由钢形成，并且其横截面可以是多边形的形状。内罐12设置在外罐11的内部，并且可以安装同时由支撑件14支撑至外罐11的内部。在这种情况下，支撑件14可以设置在内罐12的下端，并且可以设置在内罐12的侧表面上，以限制内罐12的左右流动。内罐12可以由不锈钢形成,并且可以设计成承受5bar至IObar (例如6bar)的压力。由于内罐12的内部压力可能会根据存储在内罐12里面的LNG的蒸发及蒸发气体的产生而增加，所以内罐12设计成承受预定的压力。挡板15可以设置在内罐12的内部。挡板15是格子形状的板，并且根据挡板15的安装，内罐12内部的压力是均匀分布的，从而可以防止内罐12的一部分集中地承受压力。绝热部13设置在内罐12与外罐11之间，并且可以防止外部的热能被传递至内罐12。在这种情况下，绝热部13可以处于真空状态。当绝热部13形成在真空状态下时，与普通罐相比，LNG存储罐10可以更加有效地承受高压。例如，LNG存储罐10通过真空绝热部13可以承受5bar至20bar的压力。如上所述，在本实施例中，使用的是包括设置在外罐11与内罐12之间的真空绝热部13的压力罐型LNG存储罐10，从而可以最小限度地产生蒸发气体，并且即使内部压力增加的话，也可以防止出现比如损坏LNG存储罐10这样的问题。发动机20由于从LNG存储罐10供给的LNG而得以驱动，以产生推进力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LNG燃料供给系统，包括：燃料供给管路，其从LNG存储罐连接至发动机；泵，其设置在所述燃料供给管路上，并且配置为通过以高压压缩LNG而将从所述LNG存储罐中释放的LNG改变成处于过冷液体状态的LNG；以及热交换器，其设置在所述发动机与泵之间的燃料供给管路上，并配置为通过加热而将从所述泵供给的处于过冷液体状态的LNG改变成处于超临界状态的LNG，且将所加热的LNG供给至所述发动机。

【技术特征摘要】
2013.02.19 KR 10-2013-00176841.一种LNG燃料供给系统，包括: 燃料供给管路，其从LNG存储罐连接至发动机； 泵，其设置在所述燃料供给管路上，并且配置为通过以高压压缩LNG而将从所述LNG存储罐中释放的LNG改变成处于过冷液体状态的LNG ；以及 热交换器，其设置在所述发动机与泵之间的燃料供给管路上，并配置为通过加热而将从所述泵供给的处于过冷液体状态的LNG改变成处于超临界状态的LNG，且将所加热的LNG供给至所述发动机。2.根据权利要求1所述的LNG燃料供给系统，其中，所述泵将从所述LNG存储罐中释放的LNG相变成具有比临界压力更高的压力且比临界温度更低的温度的处于过冷液体状态的 LNG。3.根据权利要求1所述的LNG燃料供给系统，其中，所述泵包括在200bar至400bar下压缩从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔哲，金琦弘，张光泌，白恩成，韩周锡，
申请(专利权)人：现代重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR