专利名称：一种lng动力冷藏船的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运输船舶，特别涉及LNG动力冷藏船。该船舶不仅利用LNG良好的热动力性能和低碳环保特性，还巧妙地利用了 LNG使用过程中放空的大量冷能，使原本冷藏系统所需消耗的能源得以节省，从而达到低碳环保、大运量、低成本的冷藏运输目的， 成为冷链运输的重要工具。
背景技术：
LNG是目前最具低碳环保特征的新能源之一，LNG主要成分是甲烷，无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，重量为同体积水的45%左右，热值为52MMBtu = 2. 5 X 108cal。燃烧后主要生成水。LNG作为新能源动力应用于汽车已是成熟技术，然而用于船舶还是一项新课题。目前可见案例仅为柴气混合动力船舶，如申请号20102(^91238. 1公开的“新型内河柴油-LNG 双燃料混合动力船”。LNG使用过程中，从_162°C的液态到0°C左右的气态将释放大量的冷能，如何利用这一部分的冷能目前还没有相关的文献报道。现代物流迫切需要冷链为农产品保鲜运输服务，现在至于公路燃油冷藏车、燃油冷藏集卡可提供此类服务，但因既要运输动力又要不断制冷，造成油料消耗量很大，运输成本很高。而低碳环保、低成本、大运量、安全的冷藏运输船舶还没有出现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足而提供一种LNG动力冷藏船，其不仅利用LNG良好的热动力性能和低碳环保特性，还巧妙地利用了 LNG使用过程中放空的大量冷能，使原本冷藏系统所需消耗的能源得以节省，从而达到低碳环保、大运量、低成本的冷藏运输目的，成为冷链运输的重要工具。本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现一种LNG动力冷藏船，该LNG动力冷藏船具有船壳，该船壳包括外壳和露天甲板， 并具有一个前部分、一个后部分和一个中部分，所述后部分具有一个带驾驶桥楼和生活舱的甲板上层结构和船舶推进舱，船壳的中部分为冷藏仓，前部分为船头和储存仓；所述LNG 动力冷藏船还包括动力系统、制冷系统、照明系统、中央空调系统，所述制冷系统为冷藏仓提供冷源，中央空调系统对驾驶桥楼和生活舱的空气进行调节；其特征在于，所述动力系统包括一 LNG储罐、LNG气化装置、船舶推进系统，所述LNG气化装置和船舶推进系统设置在船舶推进舱内，LNG储罐设置在船壳的后部分；LNG气化装置具有一气化室和位于气化室内的热交换器，所述LNG储罐通过LNG输送管线及阀门接至气化室的输入端，所述气化室的输出端通过管线及阀门连接至船舶推进系统；所述热交换器管程的输入端通过管线及冷媒泵站连接到所述中央空调系统的冷媒出口端，所述热交换器管程的输出端通过管线及阀门连接到制冷系统的冷媒入口，所述制冷系统的冷媒出口通过管线及阀门连接到所述中央空调系统的冷媒入口端。在本发明的一个优选实施例中，在所述热交换器管程的输入端与所述冷媒泵站之间串联一冷媒预热装置。在本发明的一个优选实施例中，所述热交换器管程的输出端与所述制冷系统的冷媒入口之间设置有一冷能储存装置。本发明所述的船舶推进系统包括一燃气动力机组或柴气动力机组、一发电机和推进系统，所述推进系统为燃气推进系统或柴气推进系统，推进系统所述燃气动力机组或柴气动力机组的燃料输入口通过管线及阀门连接至气化室的输出端；所述燃气动力机组或柴气动力机组的动力输出端通过传动机构连接所述发电机和燃气推进系统或柴气推进系统的动力输入端；所述发电机的电力输出端通过船舶供电系统给所述制冷系统、照明系统、中央空调系统供电。本发明所述的船舶推进系统包括一燃气动力机组或柴气动力机组、一发电机和推进系统，所述推进系统为电推进系统；所述燃气动力机组或柴气动力机组的燃料输入口通过管线及阀门连接至气化室的输出端；所述燃气动力机组或柴气动力机组的动力输出端通过传动机构连接所述发电机动力输入端；所述发电机的电力输出端通过船舶供电系统给所述制冷系统、照明系统、中央空调系统供电并给所述电推进系统提供电力。本发明所述的船舶推进系统还包括一蓄电池组，所述发电机的电力输出端通过充电机连接所述蓄电池组，所述蓄电池组还连接所述船舶供电系统。在本发明一个优选实施例中，在所述气化室的输入端设置有喷淋头，所述喷淋头将LNG喷淋到所述热交换器的管程上。本发明所述冷媒选自-60°C至-130°C的辽宁朝阳光达化工有限公司产品LM-7冰河冷媒。由于采用了如上的设计方案，本发明创造性利用LNG使用过程中放空的大量冷能为船舶制冷系统和中央空调系统提供冷能，使原本冷藏系统所需消耗的能源得以节省，从而达到低碳环保、大运量、低成本的冷藏运输目的，成为冷链运输的重要工具。
图1为本发明实施例1的LNG动力冷藏船的原理框图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图，进一步阐述本发明。实施例1本实施例的LNG动力冷藏船为一艘能在内河四级以上航道航行的LNG动力冷藏运输船。该LNG动力冷藏运输船与现有冷藏船在船体结构上基本相同，也是具有一个船壳，该船壳包括外壳和露天甲板，并具有一个前部分、一个后部分和一个中部分，后部分具有一个带驾驶桥楼和生活舱的甲板上层结构和船舶推进舱，船壳的中部分为冷藏仓，前部分为船头和储存仓。参见图1，该LNG动力冷藏船还包括动力系统、制冷系统100、照明系统200、中央空调系统300以及船舶供电系统500，其中制冷系统100为冷藏仓600提供冷源，中央空调系统300对驾驶桥楼和生活舱的空气进行调节。动力系统包括一 LNG储罐700、LNG气化装置 800、船舶推进系统，LNG气化装置800和船舶推进系统设置在船舶推进舱内，LNG储罐700 设置在船壳的后部分。LNG储罐700内压约为2帕，在LNG储罐700装有多重保温防护设施以及进料阀、 导管、出料阀、漏气报警器、疏压阀、燃烧消气器、支架等。该LNG储罐700的结构基本与现有LNG储罐的结构相同，在此不在赘述。LNG气化装置800具有一气化室810和位于气化室810内的热交换器820，LNG储罐700的出料阀通过LNG输送管线接至气化室810的输入端的进料阀。气化室810为一耐压容器，其上还装有导管、喷头、出气阀、传感器、减压阀，进料阀与喷头连接，LNG储罐700 内的LNG通过出料阀、LNG输送管线、进料阀流入气化室810，由喷头将液态的LNG喷洒在热交换器820上，LNG吸收热交换器820内冷媒所载热量即从液态转化为气态，同时将冷能传递到热交换器820内的冷媒上。气化的天然气通过出气阀以及减压阀和管线，由船舶推进系统中的燃气动力机组900燃料输入口送至船舶推进系统中的燃气动力机组900内进行燃烧，做功产生动力，燃气动力机组900的动力输出端通过传动机构带动发电机组1000发电。 燃气动力机组900可选用潍柴动力200 800马力的LNG燃气动力机。发电机组1000的电力输出端一方面接入船舶供电系统500给制冷系统100、照明系统200、中央空调系统300 供电并给电推进系统1100提供电力。另一方面通过充电机对蓄电池组1200进行充电，蓄电池组1200也接入船舶供电系统500，以备在燃气动力机组900停止工作时，维持供电。蓄电池组1200可选动力型磷酸铁钒锂电池。电推进系统1100是由电动机、传动系统和推进器组成，传统系统分为单轴的直线传动系统、Z型传动系统和吊舱式传动系统，推进器可采用对转桨的套轴传动推进器或喷水推进器。电动机可以直接采用直流调速电机，也可以采用交流变频电机。电动机可以采用卧式或直立式安装。热交换器820管程的输入端通过管线及冷媒预热器1300、冷媒泵站400连接到中央空调系统300的冷媒出口端，热交换器820管程的输出端通过管线及阀门、冷能储存器 1400连接到制冷系统100的冷媒入口，制冷系统100的冷媒出口通过管线及阀门连接到中央空调系统300的冷媒入口端。冷媒由冷媒泵站400加压后流出，经过冷媒预热器1300预热，进入热交换器820 内，冷媒所载热量由LNG吸收产生气化，同时将冷能传导至冷媒，使冷媒处于超低温；超低温冷媒流经冷能储存器1400，储存部分冷能以备燃气动力机组900停机时继续供应冷能。 冷媒进入制冷系统100，由制冷系统100中的风机完成冷热交换达到冷藏仓600所需的温度。冷媒流出制冷系统100进入船舶其他冷却系统或中央空调系统300，以释放剩余冷能提高冷媒温度。当冷媒返回冷媒泵站400再次进入气化室810前，根据冷媒即时温度采用冷媒预热器1300进行预加热调节，以达到气化室810所需温度。冷媒选用_60°C至-130°C 的辽宁朝阳光达化工有限公司产品LM-7冰河冷媒。冷能储存器1400可选纳米多孔石墨作为冷能储存介质。冷媒预热器1300可采用电加热、太阳能加热、自然空气及燃气动力机组 900余热加热方式进行加热，还可根据具体情况组合应用。本实施例的LNG动力冷藏船采用控制系统进行控制，整个控制系统由三个分控系统和一个总控系统组成，整个控制系统安装在驾驶桥楼内。总控系统支配三个分控系统有机运作。整个控制系统由计算机、传感器、电缆和软件组成。其中一个分控系统可根据燃气动力机组900用气量对LNG进入气化室810内的流量进行控制，还对气化室810内的气压进行控制，根据LNG气化所需温度对冷媒预热温度进行控制以及冷媒流速进行控制，其中气化是第一位的，必须确保燃气动力机组900正常工作。其次是冷媒温度控制，必须满足LNG 气化温度要求，又能满足足够的冷能供冷藏仓等使用。实施例2本实施例的LNG动力冷藏船为一艘大型双机双桨内河LNG动力冷藏船。采用燃气动力机组900通过传动机构直接带动推进系统IlOOa方式。其余结构同实施例1。实施例3本实施例的LNG动力冷藏船为一艘大型双机双桨内河LNG动力冷藏船。采用LNG 柴气动力机组通过传动机构直接带动推进系统IlOOa方式。其余结构同实施例1。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1.一种LNG动力冷藏船，该LNG动力冷藏船具有船壳，该船壳包括外壳和露天甲板，并具有一个前部分、一个后部分和一个中部分，所述后部分具有一个带驾驶桥楼和生活舱的甲板上层结构和船舶推进舱，船壳的中部分为冷藏仓，前部分为船头和储存仓；所述LNG动力冷藏船还包括动力系统、制冷系统、照明系统、中央空调系统，所述制冷系统为冷藏仓提供冷源，中央空调系统对驾驶桥楼和生活舱的空气进行调节；其特征在于，所述动力系统包括一 LNG储罐、LNG气化装置、船舶推进系统，所述LNG气化装置和船舶推进系统设置在船舶推进舱内，LNG储罐设置在船壳的后部分；LNG气化装置具有一气化室和位于气化室内的热交换器，所述LNG储罐通过LNG输送管线及阀门接至气化室的输入端，所述气化室的输出端通过管线及阀门连接至船舶推进系统；所述热交换器管程的输入端通过管线及冷媒泵站连接到所述中央空调系统的冷媒出口端，所述热交换器管程的输出端通过管线及阀门连接到制冷系统的冷媒入口，所述制冷系统的冷媒出口通过管线及阀门连接到所述中央空调系统的冷媒入口端。
2.如权利要求1所述的LNG动力冷藏船，其特征在于，在所述热交换器管程的输入端与所述冷媒泵站之间串联一冷媒预热装置。
3.如权利要求1所述的LNG动力冷藏船，其特征在于，所述热交换器管程的输出端与所述制冷系统的冷媒入口之间设置有一冷能储存装置。
4.如权利要求1至3任一项权利要求所述的LNG动力冷藏船，其特征在于，所述的船舶推进系统包括一燃气动力机组或柴气动力机组、一发电机和推进系统，所述推进系统为燃气推进系统或柴气推进系统，推进系统所述燃气动力机组或柴气动力机组的燃料输入口通过管线及阀门连接至气化室的输出端；所述燃气动力机组或柴气动力机组的动力输出端通过传动机构连接所述发电机和燃气推进系统或柴气推进系统的动力输入端；所述发电机的电力输出端通过船舶供电系统给所述制冷系统、照明系统、中央空调系统供电。
5.如权利要求1至3任一项权利要求所述的LNG动力冷藏船，其特征在于，所述的船舶推进系统包括一燃气动力机组或柴气动力机组、一发电机和推进系统，所述推进系统为电推进系统；所述燃气动力机组或柴气动力机组的燃料输入口通过管线及阀门连接至气化室的输出端；所述燃气动力机组或柴气动力机组的动力输出端通过传动机构连接所述发电机动力输入端；所述发电机的电力输出端通过船舶供电系统给所述制冷系统、照明系统、中央空调系统供电并给所述电推进系统提供电力。
6.如权利要求4或5所述的所述的LNG动力冷藏船，其特征在于，所述的船舶推进系统还包括一蓄电池组，所述发电机的电力输出端通过充电机连接所述蓄电池组，所述蓄电池组还连接所述船舶供电系统。
7.如权利要求1所述的LNG动力冷藏船，其特征在于，在所述气化室的输入端设置有喷淋头，所述喷淋头将LNG喷淋到所述热交换器的管程上。
8.如权利要求1所述的LNG动力冷藏船，其特征在于，所述冷媒选自_60°C至_130°C的辽宁朝阳光达化工有限公司产品LM-7冰河冷媒。
全文摘要
本发明公开的一种LNG动力冷藏船，其动力系统包括一LNG储罐、LNG气化装置、船舶推进系统，其LNG气化装置具有一气化室和位于气化室内的热交换器，LNG储罐通过LNG输送管线及阀门接至气化室的输入端，气化室的输出端通过管线及阀门连接至船舶推进系统；热交换器管程的输入端通过管线及冷媒泵站连接到中央空调系统的冷媒出口端，热交换器管程的输出端通过管线及阀门连接到制冷系统的冷媒入口，制冷系统的冷媒出口通过管线及阀门连接到所述中央空调系统的冷媒入口端。本发明创造性利用LNG使用过程中放空的大量冷能为船舶制冷系统和中央空调系统提供冷能，使原本冷藏系统所需消耗的能源得以节省，从而达到低碳环保、大运量、低成本的冷藏运输目的，成为冷链运输的重要工具。
文档编号B63J2/12GK102431640SQ20111037475
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者杨彦华, 钟震德 申请人:杨彦华, 钟震德