压缩天然气存储和运输系统技术方案

一种用于存储和运输压缩天然气的系统，包括源设备和目的设备以及车辆，源设备和目的设备以及车辆中的每一个都包括压力容器。压力容器和该压力容器中的气体可以通过基于二氧化碳的制冷单元保持在冷状态下。液压流体(和/或氮气)压载物可以用于在压力容器被排空时填充压力容器，以便将压力容器保持在基本等压的状态下，这降低了容器疲劳并延长了容器寿命。压力容器可以是具有碳纤维和玻璃纤维缠绕物的混合容器。汲取管可延伸到压力容器中以选择性地从容器的顶部排出气体/将气体注入到容器的顶部，或从容器的底部排出液压流体/将液压流体注入到容器的底部中。撞击偏转器在容器内邻近汲取管设置以阻止流体引起的对容器壁的腐蚀。

Compressed natural gas storage and transportation system

A system for storing and transporting compressed natural gas, including source equipment and destination equipment as well as vehicles, source equipment and destination equipment, and each of the vehicles includes a pressure vessel. The pressure vessel and the gas in the pressure vessel can be kept in a cold state through a carbon dioxide based refrigeration unit. The hydraulic fluid (and / or nitrogen) ballast can be used to fill the pressure vessel when it is drained, so as to keep the pressure vessel in a basically equal pressure state, which reduces the fatigue of the vessel and prolongs the life of the vessel. The pressure vessel can be a mixed vessel with carbon fiber and glass fiber winding. The draft tube may be extended into a pressure vessel to selectively discharge gas from the top of the vessel / inject gas into the top of the vessel, or discharge hydraulic fluid from the bottom of the vessel / inject hydraulic fluid into the bottom of the vessel. The impact deflector is arranged adjacent to the draft tube in the container to prevent the corrosion of the container wall caused by the fluid.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压缩天然气存储和运输系统相关申请的交叉引用本申请主张2017年1月31日提交的美国临时专利申请第62/452,906号的优先权，该申请的公开内容在此全部引入作为参考。
各种实施例总体上涉及压缩天然气(CNG)的存储和运输。
技术介绍
气体燃料(例如，天然气)通常通过管道来运输，尽管存在偶尔需要超过通过现有管道可获得的天然气供应的天然气供应的天然气用户。此外，由于远程、铺设管道的高成本或其它因素，所以存在根本不能通过管道供给天然气的区域。对于这些区域，天然气可以通过CNG容器来运输，例如如PCT公开第WO2014/031999号中所述的，其内容在此全部引入作为参考。天然气通常以液态天然气(LNG)的形式通过水路(例如，河流、湖泊、海湾、海洋)被运输。然而，LNG需要复杂和昂贵的液化设备，并且在供应方和输送方需要特殊处理。LNG在输送时还需要再气化，这涉及使用大量的热和复杂的低温热交换器以及低温输送/存储设备。
技术实现思路
一个或多个非限制性实施例提供了一种冷压缩气体运输车辆，包括：车辆；隔热空间，所述隔热空间由所述车辆支撑；压缩气体存储容器，所述压缩气体存储容器至少部分地设置在所述隔热空间中；以及基于二氧化碳制冷剂的制冷单元，所述制冷单元由所述车辆支撑并被配置成冷却所述隔热空间。根据这些实施例中的一个或多个实施例，所述制冷单元被配置成将所述隔热空间内的温度保持在-58.7℃与-98.5℃之间。根据这些实施例中的一个或多个实施例，所述车辆是船或轮式车辆。>根据这些实施例中的一个或多个实施例，所述制冷单元被配置成将固态二氧化碳沉积到所述隔热空间中。根据这些实施例中的一个或多个实施例，所述制冷单元被配置成当固态二氧化碳位于隔热空间中时，即使当所述制冷单元关闭时，也向所述隔热空间提供被动的、基于升华的冷却。根据这些实施例中的一个或多个实施例，所述容器包括以流体连通的方式连接到所述容器的内部容积的上部的气体端口、以及以流体连通的方式连接到所述容器的内部容积的下部的液压流体端口。根据这些实施例中的一个或多个实施例，车辆与源设备组合，该源设备包括：压缩气体源，所述压缩气体源被配置成以流体连通的方式连接到所述车辆的容器的气体端口，以便将压缩气体输送到所述车辆的容器；液压流体存储器，所述液压流体存储器被配置成通过液压流体通路以流体连通的方式被连接到所述车辆的容器的液压流体端口，以便促进液压流体在所述车辆的容器与存储器之间的输送；和压力致动阀，所述压力致动阀设置在液压流体通路中，并被配置成随着压缩气体从所述压缩气体源流到所述车辆的容器内，当车辆的容器中的压力超过预定压力时，允许液压流体从车辆的容器流到所述源设备的液压流体存储器。一个或多个实施例提供了一种用于运输冷压缩气体的方法，该方法包括：将压缩气体存储在位于车辆的隔热空间内的存储容器中；使用基于二氧化碳的制冷单元对所述隔热空间进行制冷；以及使所述车辆朝向目的设备移动。根据这些实施例中的一个或多个实施例，所述压缩气体包括压缩天然气。根据这些实施例中的一个或多个实施例，对所述隔热空间进行制冷包括：将固态二氧化碳沉积在所述隔热空间中。根据这些实施例中的一个或多个实施例，所述移动包括：将所述车辆从第一地理位置移动到第二地理位置，并且其中在所述移动的整个过程中，所述隔热空间内的温度保持在-98.7℃与-58.5℃之间。一个或多个实施例提供了一种将压缩气体装载到容纳液压流体的容器中的方法，该方法包括：通过将压缩气体注入到所述容器内中并从所述容器移除液压流体，将所述压缩气体装载到所述容器中，其中在所述装载的整个过程中，所述容器内的压力保持在以psig为单位的一定压力的20％内。根据这些实施例中的一个或多个实施例，在所述装载的整个过程中，所述容器内的压力保持在以psig为单位的所述一定压力的1000psi内。根据这些实施例中的一个或多个实施例，所述一定压力为至少3000psig。根据这些实施例中的一个或多个实施例，所述注入的至少一部分发生在所述移除的至少一部分期间。根据这些实施例中的一个或多个实施例，所述液压流体是硅基流体。根据这些实施例中的一个或多个实施例，在所述卸载的整个过程中，所述容器中的温度保持在-78.5℃的30℃的范围内。根据这些实施例中的一个或多个实施例，在所述装载之前的所述容器中的液压流体容积超过在所述装载之后的所述容器中的液压流体容积至少所述容器的内部容积的50％。根据这些实施例中的一个或多个实施例，该方法还包括：在所述装载之后，通过将液压流体注入到容器中和从容器移除压缩气体来卸载容器，其中在所述卸载期间，容器内的压力保持在以psig为单位的所述一定压力的20％内。根据这些实施例中的一个或多个实施例，在所述卸载的整个过程中，所述容器的温度保持在-78.5℃的30℃的范围内。根据这些实施例中的一个或多个实施例，在所述卸载之后的所述容器中的液压流体容积超过在所述卸载之前的所述容器中的液压流体容积至少所述容器的内部容积的50％。根据这些实施例中的一个或多个实施例，该方法还包括：以循环的方式重复所述装载和所述卸载至少19次以上，其中在所述循环重复的整个过程中，所述容器内的压力保持在以psig为单位的所述一定压力的10％内。根据这些实施例中的一个或多个实施例，所述容器由车辆支撑，所述装载发生在第一地理位置处，以及所述卸载发生在不同于所述第一地理位置的第二地理位置处。一个或多个实施例提供了一种压缩气体存储和运输车辆，包括：车辆；压缩气体存储容器，所述压缩气体存储容器由所述车辆支撑；液压流体存储器，所述液压流体存储器由所述容器支撑；通路，所述通路将所述液压流体存储器连接到所述压缩气体存储容器；以及泵，所述泵设置在所述通路中，并被配置成选择性地将液压流体从所述存储器泵送通过所述通路而进入所述压缩气体存储容器内。根据这些实施例的一个或多个实施例，所述压缩气体存储容器包括多个压力容器，并且所述存储器至少部分地设置在所述多个压力容器之间的间隙空间中。根据这些实施例的一个或多个实施例，所述车辆是船、机车或煤水机车。根据这些实施例的一个或多个实施例，该组合件还包括：由所述车辆支撑的隔热空间，其中所述容器和所述存储器设置在所述隔热空间中；和基于二氧化碳制冷剂的制冷单元，所述制冷单元由所述车辆支撑并被配置成冷却所述隔热空间。一个或多个实施例提供了一种输送压缩气体的方法，该方法包括：在第一地理位置处将压缩气体装载到容器内；在所述装载之后，将所述容器移动到不同于所述第一地理位置的第二地理位置；在所述第二地理位置处从所述容器卸载压缩气体；在所述第二地理位置处将压缩氮气装载到所述容器内；在所述第二地理位置处卸载和装载之后，将所述容器移动到第三地理位置；以及在第三地理位置处，从所述容器卸载氮气，其中在将压缩气体和氮气装载到容器中、将所述容器移动到所述第二地理位置和第三地理位置、以及从所述容器卸载所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷压缩气体运输车辆，包括：/n车辆；/n隔热空间，所述隔热空间由所述车辆支撑；/n压缩气体存储容器，所述压缩气体存储容器至少部分地设置在所述隔热空间中；和/n基于二氧化碳制冷剂的制冷单元，所述制冷单元由所述车辆支撑并被配置成冷却所述隔热空间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170131 US 62/452,9061.一种冷压缩气体运输车辆，包括：
车辆；
隔热空间，所述隔热空间由所述车辆支撑；
压缩气体存储容器，所述压缩气体存储容器至少部分地设置在所述隔热空间中；和
基于二氧化碳制冷剂的制冷单元，所述制冷单元由所述车辆支撑并被配置成冷却所述隔热空间。


2.根据权利要求1所述的冷压缩气体运输车辆，其中，所述制冷单元被配置成将所述隔热空间内的温度保持在-58.7℃与-98.5℃之间。


3.根据权利要求1所述的冷压缩气体运输车辆，其中，所述车辆是船或轮式车辆。


4.根据权利要求1所述的冷压缩气体运输车辆，其中，所述制冷单元被配置成将固态二氧化碳沉积到所述隔热空间中。


5.根据权利要求4所述的冷压缩气体运输车辆，其中，所述制冷单元被配置成当固态二氧化碳位于所述隔热空间中时，即使当所述制冷单元关闭时，也向所述隔热空间提供被动的基于升华的冷却。


6.根据权利要求1所述的冷压缩气体运输车辆，其中，所述容器包括气体端口和液压流体端口，所述气体端口以流体连通的方式连接到所述容器的内部容积的上部，所述液压流体端口以流体连通的方式连接到所述容器的内部容积的下部。


7.一种组合件，包括：
根据权利要求6所述的车辆；以及
源设备，所述源设备包括：
压缩气体源，所述压缩气体源被配置成以流体连通的方式连接到所述车辆的容器的气体端口，以将压缩气体输送到所述车辆的容器；
液压流体存储器，所述液压流体存储器被配置成通过液压流体通路以流体连通的方式连接到所述车辆的容器的液压流体端口，以便促进液压流体在所述车辆的容器与所述液压流体存储器之间的输送；和
压力致动阀，所述压力致动阀设置在所述液压流体通路中，并被配置成随着压缩气体从所述压缩气体源流到所述车辆的容器中，当所述车辆的容器中的压力超过预定压力时，允许液压流体从所述车辆的容器流到所述源设备的液压流体存储器。


8.一种用于运输冷压缩气体的方法，所述方法包括：
将压缩气体存储在位于车辆的隔热空间内的存储容器中；
使用基于二氧化碳的制冷单元对所述隔热空间进行制冷；以及
使所述车辆朝向目的设备移动。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述压缩气体包括压缩天然气。


10.根据权利要求8所述的方法，其中，对所述隔热空间进行制冷包括：
将固态二氧化碳沉积在所述隔热空间中。


11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述移动包括：
将所述车辆从第一地理位置移动到第二地理位置，并且其中在所述移动的整个过程中，所述隔热空间内的温度保持在-98.7℃与-58.5℃之间。


12.一种将压缩气体装载到容纳液压流体的容器中的方法，所述方法包括：
通过(1)将压缩气体注入到所述容器中并(2)从所述容器移除液压流体，将所述压缩气体装载到所述容器中，
其中，在所述装载的整个过程中，所述容器内的压力保持在以psig为单位的一定压力的20％内。


13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述装载的整个过程中，所述容器内的压力保持在以psig为单位的所述一定压力的1000psi内。


14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述一定压力为至少3000psig。


15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述注入的至少一部分发生在所述移除的至少一部分期间。


16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述液压流体包括硅基流体。


17.根据权利要求12的方法，其中，在所述装载的整个过程中，所述容器中的温度保持在-78.5℃的30℃内。


18.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述装载之前的所述容器中的液压流体体积超过在所述装载之后的所述容器中的液压流体体积至少所述容器的内部容积的50％。


19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
在所述装载之后，通过(1)将液压流体注入到所述容器中并(2)从所述容器移除压缩气体，卸载所述容器，
其中在所述卸载期间，所述容器内的压力保持在以psig为单位的所述一定压力的20％内。


20.根据权利要求19所述的方法，其中，在所述卸载的整个过程中，所述容器的温度保持在-78.5℃的30℃的范围内。


21.根据权利要求19所述的方法，其中，在所述卸载之后的所述容器中的液压流体体积超过在所述卸载之前的所述容器中的液压流体体积至少所述容器的内部容积的50％。


22.根据权利要求21所述的方法，还包括：
以循环的方式重复所述装载和所述卸载至少19次以上，
其中在所述循环重复的整个过程中，所述容器内的压力保持在以psig为单位的所述一定压力的10％内。


23.根据权利要求21所述的方法，其中：
所述容器由车辆支撑；
所述装载发生在第一地理位置处；以及
所述卸载发生在不同于所述第一地理位置的第二地理位置处。


24.一种压缩气体存储和运输车辆，包括：
车辆；
压缩气体存储容器，所述压缩气体存储容器由所述车辆支撑；
液压流体存储器，所述液压流体存储器由所述容器支撑；
通路，所述通路将所述液压流体存储器连接到所述压缩气体存储容器；和
泵，所述泵设置在所述通路中，并被配置成选择性地将液压流体从所述存储器泵送通过所述通路进入到所述压缩气体存储容器中。


25.根据权利要求24所述的压缩气体存储和运输车辆，其中
所述压缩气体存储容器包括多个压力容器；和
所述液压流体存储器至少部分地设置在所述多个压力容器之间的间隙空间中。


26.根据权利要求24所述的压缩气体存储和运输车辆，其中，所述车辆是船。


27.根据权利要求24所述的车辆，其中，所述车辆是机车。


28.根据权利要求24所述的压缩气体存储和运输车辆，还包括：
隔热空间，所述隔热空间由所述车辆支撑，其中所述容器和所述液压流体存储器设置在所述隔热空间中；和
基于二氧化碳制冷剂的制冷单元，所述制冷单元由所述车辆支撑并被配置成冷却所述隔热空间。
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【专利技术属性】
技术研发人员：佩德罗·T·桑托斯，大卫·I·斯科特，
申请(专利权)人：近岸自然气体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US