液态天然气的输配与气化管理系统的制作方法
【专利摘要】一种液态天然气的输配与气化管理系统，包括一设置有至少一输配气区、气化处理区及中央管理区的输配月台，其中，该输配气区供至少一列液态天然气运输列车输运卸载液态天然气，该气化处理区连结该输配气区，该气化处理区内包含至少一燃料电池模块，以透过该燃料电池模块于发电过程中所产生的热能、水副产物进行热交换，让该来自输配气区的液态天然气气化，并将气化的天然气送入一区域供气管路或一暂存储气区中暂存，以及反馈给该气化处理区中的燃料电池模块，该中央管理区并接收气化处理区的燃料电池模块发电电源，并连结及控制该输配气区、气化处理区的液态天然气输配气、气化处理及气化天然气输出的管理、监视与控制。
【专利说明】
液态天然气的输配与气化管理系统
技术领域
[0001]本发明是关于一种液态天然气的输配与气化管理系统，特别是一种以输配月台供输配、管理液态天然气与燃料电池模块作为该液态天然气的气化处理与提供天然气的系统。
【背景技术】
[0002]天然气能源目前已成为全世界热列讨论的干净发电燃料与能源之一，特别是天然气的燃烧完全及产生的副产物二氧化碳的产量，远比以煤炭作为能源发电的火力发电系统所产生的二氧化碳量还要来得少，并为目前政府所积极推广的干净环保发电能源，并且，天然气也是家家户户必备的烹煮热能或洗涤用热水产生的主要能源，因此，天然气已成为日常生活中不可或缺的发电与燃料能源，其输配、气化与管理系统，相形的下，也就显得重要。
[0003]现有用来运输液态天然气的主要交通载具为特制的液态天然气运输船舶，在特定的港口码头卸载后，必需先注入港口区所设置地上或地下的大型储存槽中予以暂存，诸如现有的早期液态天然气运输船，可以运输约120，OOOm3(立方米)?140，OOOm3容量(约5万吨左右)，必需注入10万?20万公秉(13公升)大容量的暂时储存槽中，于需要供应时，再借由繁复的气化处理过程，加压经过冗长的天然气输送管路输送至各地瓦斯公司的大型储气槽中，再经由瓦斯公司透过该瓦斯配送管线输送至各家庭用户或下游用户中，而上述现有常用的气化方式，可大致区分有三种，第一种是空气气化(ambient air vaporizat1n,简称A.A.V.)方式，利用周遭环境的空气温度与该液态天然气进行热交换气化，但一般空气温度就算在亚热带或热带地区，虽可在摄氏0°C以上(如中国台湾地区夏季平均温度约为25°C左右，冬季平均温度约为15°C左右)，但该液化天然气的温度最低可达摄氏_165°C左右，使其气化效率不彰，且气化速度也较慢，易受周遭环境的季节温度、画夜温差、风向、湿度等环境因素影响，而使该液态天然气的气化效率更差，更何况在此种现有气化方式在操作过程中，该液态天然气进口管路附近及气化的热交换片易结冰，更加影响气化的效率与速度，再者，此种现有气化方式必需经由大型强力风扇来造成大量空气流通，除了设备成本较为昂贵外，亦必需耗费大量的电力，同时也必需具备较大面积的操作厂区，并不符合产业的利用效益与价值。
[0004]另外，第二种是开架式气化(open rack vaporizat1n)，直接利用港区液态天然气卸载码头附近海域的海水来直接引进热交换器中进行浇淋的操作，以便借由海水的温度达到热交换的液态天然气的气化功能，但同样地，该海水的平均温度需在摄氏5°C以上，但也会受到所在地区的环境气候影响而有所不同，并且，该海水在与液态天然气热交换后，依各地区不同环保法规，海水进出温差仅只能在摄氏5°C以内，否则如直接排入海中，对附近海域内的海洋生物及生态，将直接造成严重冲击破坏，并非为符合绿色环保的操作模式，并且，此种以海水为热交换媒介的方式，也会受到所抽取的海水如有不纯净及受油污污染时，必需先行作过滤处理，否则，海水易在热交换器中结冰，不但操作及设备成本较高外，也必需使用非常大面积的厂房来进行操作，亦不符产业利用效益及价值。
[0005]除此之外，第三种气化方式，为混成式气化(intermediate fluid vaporizat1n)方式，利用其它种类碳氢化合物液体，作为该液态天然气第一级热交换的媒介，再利用抽取及加热的海水作为第二级热交换的媒介，虽可改善上述第二种以海水浇淋气化方式可能产生的结冰缺点，但是其二阶段式的热交换气化方式，操作程序复杂，需要较多的人力与工时成本，另外，必需加压如丙烧(Propane, C3H8)与丁烧(Butane, C4H10)等碳氢化合物液体，必需耗费额外的电力与设备成本，同时，因为采用海水为热交换媒介，也有上述第二种直接采用海水热交换气化方式，所遭遇的海水来源不纯净与海水温度变化造成周遭海域内的海洋生物及生态的直接冲击破坏的环保问题。
[0006]上述现有各种液态天然气的气化处理，已存在有各种不同的缺点及问题，并且，在该液态天然气的气化与输送过程，也仅能依靠在固定的港区卸载码头或大型的储存槽区进行气化处理，再经由冗长输送管路输送至各个瓦斯公司，或利用数量众多且仅有10?15吨载量的瓦斯槽车分别长途运输至下游客户，除了输配成本偏高外，该瓦斯槽车易受路况不佳或严寒气候影响其运输效率，该现有液态天然气的气化处理程序冗长与运输效率差，会造成下游用户供不应求与供应时效迟延的问题，也就是无法实时气化供应给瓦斯公司及其所辖各下游瓦斯用户，因此，该液态天然气只能长期依靠该冗长的港区卸载码头或大型的储存槽区至瓦斯公司的上游端瓦斯输送管路进行天然气输送，除了无法达到实时与机动供气的输配功能外，操作厂区面积过大亦必需耗费相当多的操作、监控与管理人力，且不利于厂区与设备自动化管理，更进一步，当该上游端瓦斯输送管路如有损坏或外泄而需关闭维修时，则会严重影响整个下游瓦斯公司及其更下游用户的供气权益，而造成天然气的输配问题与缺点。
[0007]在相关的先前专利技术文献方面，诸如中国台湾专利公报第568863号「将运输船上的液化天然气(LNG)再气化的方法和设备」发明专利案，系揭示一种典型现有以海水来进行液化天然气的气化处理技术，利用局部浸在海水中的船冷却器(2)、水中热交换器
(21)与超级不锈钢材料制成的气化器(23)，来提供运输船中所储存的液态天然气的气化处理，同样地，有上述的第二种及第三种，以海水或海水加上流体媒介的气化方式的问题与缺点外，该船冷却器(2)、水中热交换器(21)与气化器(23)必需有比较好的防锈处理措施或材料构成，而徒增其整体设备成本，并且，该天然气的输配也有如上述三种现有液态天然气无法机动与实时输配至下游客户端的缺点及问题，同时，该气化操作区域涵盖范围较广，亦必需耗费大量操作、监控人力，操作区域不易被有效管理及控制。
[0008]另外，再如中国台湾专利公报第489198号「用于将天然气生产、运输、卸载、储存与配送至市场的方法」发明专利案，则揭示典型现有以海水热交换为气化液态天然气的方法与技术，同样存在有上述现有第二种以海水开架式气化方式的问题与缺点，并且，该输配液态天然气方式，仍以大型船舶为主，同样无法对于下游瓦斯公司及用户提供实时及机动的输配与气化供气服务。
[0009]又如中国台湾专利公报第197466号「液态天然气的气化方法」发明专利案，则揭示利用以一燃气轮机(GT)、唧筒(P1)、四组热交换器(El)、(E2)、(E3)及(E4)、复杂的管路
(I)、(2a)、(2b)、(2c)、(2d)、(3a)及(3b)与膨胀轮机(Xl)，来进行液态天然气的气化处理与发电功能，但此种液态天然气的气化结构相当复杂，成本高且需较大面积的操作厂区土地面积，不易管理及监测，同样地，无法在任意地点进行设置，该液态天然气的输配仍存有上述无法达到实时与机动气化、供应与需耗费较多人力、不便管理的问题与缺点，并且，其利用循环水的加热气化的反复增压或减压，让热能在传输过程中的损耗率相当高，使该膨胀轮机(Xi)发电的热电转换率相当差，换言之，该发电效能不彰，仅只能作为点缀功能之用，无法直接提供给厂站实际运作的用，除此之外，该专利前案需要大量的循环水源来提供热交换，因此，该气化及发电操作厂区也必需限制在有大量水源供应的地区，无法被设置在水源或电力供应缺乏或不足的偏远区域。
[0010]再者，如中国发明专利公开号CN104160130号「发电系统和相应方法」发明专利公开案及日本国发明专利公开号特表2014-532833号「発电 > 只尹U対応才§方法」发明专利公开案，则揭示另一种利用液态二氧化碳(CO2)流来作为液态天然气的气化系统主要媒介，并利用一涡轮发电机(3)借由动力涡轮(2)及液体0)2栗(5)分别将该燃烧产品流(6)及冷却0)2再循环流(22)注入，而能产生发电电能，但同样地，该专利前案的液态天然气气化与发电结构复杂，其设置成本偏高，且需占用更大的操作厂区土地面积，无法在任意地点进行设置，必需耗费相当多的操作、监控与管理人力，且不利于厂区与设备自动化管理，该液态天然气的输配仍存有上述无法达到实时与机动气化、供应的问题与缺点，同时，该前专利前案所使用的液态二氧化碳流及燃料产品流，并非是环保循环利用的材料，如有泄漏将造成严重的环境污染与环保破坏的后遗症，并不能提供给产业大量利用，仅能限制在特定的工业用户进行使用，因而大幅拘限其产业应用范畴。
【发明内容】
[0011]本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种液态天然气的输配与气化管理系统，以消除现有液化天然气输配、气化技术、方法或各专利前案揭示的输配、气化技术与方法中，无法实时与机动气化供气给地区瓦斯公司或下游用户，以及，操作厂区需占用较大面积，需在特定区域设置，设备复杂成本偏高，且需要大量操作、监控与管理人力，而不利于厂区的自动化与管理的问题与缺点。
[0012]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0013]一种液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，包括:
[0014]一输配月台；
[0015]至少一输配气区，设于该输配月台上邻近铁路的至少一侧，供至少一列液态天然气运输列车卸载液态天然气；
[0016]至少一气化处理区，设于该输配月台上，连结该输配气区，以输入该液态天然气，该气化处理区包含至少一燃料电池模块及至少一热交换槽，该燃料电池模块设有至少一热能、水的副产物输出口、燃料输入口及电力输出端，该热能或水的其中至少一副产物输出口连结该热交换槽，该热交换槽内设有至少一交换管路，该交换管路一端连结输入该输配气区的液态天然气，以透过该燃料电池模块于发电过程中所产生的热能或水其中至少一种副产物输进行热交换，并于该交换管路另一端形成一输出管路，以输出气化天然气(NaturalGas, NG)，该输出管路输出的气化天然气的一部分，并再反馈输入至该燃料电池模块的燃料输入口 '及
[0017]至少一中央管理区，设于该输配月台上，连结该气化处理区的燃料电池模块的电力输出端的输出电力，并分别连结及控制该输配气区、气化处理区的液态天然气输配气、气化处理及气化后天然气的输出管理、监视与控制。
[0018]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该输配气区中设有一液态天然气栗，该液态天然气栗连结该中央管理区，以受中央管理区控制启动，提供液态天然气的输入辅助。
[0019]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该输配气区中设有一液态天然气泄漏传感器，该液态天然气泄漏传感器连结该中央管理区，以提供该输配气区的液态天然气的泄漏感测状态反馈(feed back)给该中央管理区。
[0020]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的燃料电池模块为固态氧化燃料电池(solid oxide fuel cell，简称S0FC)模块所构成。
[0021]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的燃料电池模块的热能的副产物输出口与热交换槽之间，连结与设置至少一送风机(airblower)，该送风机受中央管理区控制启动，以产生热风送入该热交换槽中。
[0022]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的燃料电池模块的热能的副产物输出口设有至少一气阀，该气阀受中央管理区控制开或关，以控制与外界空气连通与否。
[0023]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的燃料电池模块的水的副产物输出口与热交换槽之间，连结与设置至少一热水槽，该热水槽中设有至少一电热器，该电热器连结该中央管理区，以受中央管理区控制启动加热，使热水槽产生热水送入该热交换槽中，以及，该热交换槽中设有一洒水器，该洒水器将来自热水槽的热水喷洒浇淋至热交换槽中的交换管路表面。
[0024]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的热水槽与热交换槽之间，连结与设置至少一循环栗(Circulat1n Pump)，该循环栗受中央管理区控制启动，以提供循环热水供应该热交换槽。
[0025]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的热水槽中设有至少一温度传感器，该温度传感器连结该中央管理区，以反馈热水槽中的水温给该中央管理区。
[0026]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的热交换槽中设有至少一温度传感器及水位传感器，该温度传感器与水位传感器连结该中央管理区，以反馈热交换槽中的温度与水位高度给该中央管理区。
[0027]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的热交换槽中设有至少一交换气口，以与外界冷空气形成交换。
[0028]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的热交换槽的交换管路一端的输出管路连结一第一控制阀，该第一控制阀与该气化处理区的燃料电池模块的燃料输入口间，连结与设置一第二控制阀，该第一控制阀与第二控制阀均受该中央管理区控制，以控制该气化天然气反馈输出至该燃料电池模块。
[0029]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该第二控制阀连结一启动槽。
[0030]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该第一控制阀的输出端，连结设置一气压传感器，该气压传感器连结该中央管理区，以将该第一控制阀的输出端输出的气化天然气压力感测状态反馈给中央管理区。
[0031]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的热交换槽的交换管路一端的输出管路连结至少一暂存储气区。
[0032]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的热交换槽的交换管路一端的输出管路连结至少一区域供气管路。
[0033]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的热交换槽底部设有一辅助电热装置，该辅助电热装置连结中央管理区，以受该中央管理区控制启动提供辅助加热热能给该热交换槽。
[0034]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该气化处理区的热交换槽底部设有一辅助电热装置，该辅助电热装置连结中央管理区，以受该中央管理区控制启动提供辅助加热热能给该热交换槽。
[0035]上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该中央管理区包括:
[0036]至少一感测单元，连结与感测输入该输配气区、气化处理区的液态天然气输入、气化处理与气化天然气输出的泄漏、气化温度、水位与气压状态；
[0037]至少一中央处理单元，连结感测单元，以输入该输配气区、气化处理区的液态天然气输入、气化处理与气化天然气输出的泄漏、气化温度、水位与气压的感测状态讯号与资料，并依据该感测状态讯号与资料，分别输出对应于该输配气区、气化处理区的相对应液态天然气输入、气化处理与气化天然气输出的泄漏、气化温度、水位与气压控制命令与安全警示讯号；
[0038]至少一输出控制界面，连结该中央处理单元，并分别连结该输配气区、气化处理区，以接收该中央处理单元输出的对应于该输配气区、气化处理区的相对应液态天然气输入、气化处理与气化天然气输出暂存的泄漏、气化温度、水位与气压控制命令，并对该输配气区、气化处理区提供对应的操作控制讯号；
[0039]至少一通讯界面，连结该中央处理单元，以透过有线或无线网络通讯模式，将该输配气区、气化处理区的液态天然气输入、气化处理与气化天然气输出的泄漏、气化温度、水位与气压的感测状态讯号与资料，以及，该输配气区、气化处理区的天然气输入、气化处理与气化天然气输出的泄漏、气化温度、水位与气压操作状态及安全警示讯号，传送给至少一远端监控中心；及
[0040]至少一电源转换单元，连结该气化处理区的燃料电池模块的电力输出端，以接收该电力输出端输出的电力，并加以转换为该感测单元、中央处理单元、输出控制界面及通讯界面所需的工作电源，以分别提供该感测单元、中央处理单元、输出控制界面及通讯界面的工作电源。
[0041 ] 上述本发明的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，该中央处理单元连结一安全警示单元，以输出安全警示讯号给该安全警示单元进行近端安全警报发布。
[0042]本发明的液态天然气的输配与气化管理系统的功效，是在于借由该输配气区、气化处理区及中央管理区所组成的简便、设置面积小与低成本的液态天然气的输配与气化管理系统，且可方便整合与设置于面积与空间有限的火车站卸货或铁运或闲置不用的输配月台上，可直接在就近的火车站中皆设置本发明可直接气化处理与经由机动铁路输配、简便操作与低设置成本的大量液态天然气的输配与气化管理系统，不受路况或严寒气候影响运输效率，不需占用大面积操作厂区，且可借由该气化处理区的燃料电池模块于发电过程中所产生的热能或水的其中至少一种副产物与主要发电电能，以热水槽与热交换器所组成的热能、水的简便与循环热交换操作系统，使该液态天然气可以不断地以最低廉有效率的气化方式，气化成天然气输出，不必另外配置与供给水、电或热能等辅助资源，可以达到自给自足的独立厂站资源运作，不受土地面积、气候或水、热等资源的取得限制，特别是适用于地处偏远，天然气管路、电力供应网络无法到达的地区，诸如:中国台湾的偏远山区、小镇聚落，或者美国北方、加拿大、苏俄或东欧等偏乡小镇或聚落，或水、电及热能能源供应不足或供应困难的小型火车站与其邻近区域，该气化处理区的燃料电池模块的电力输出端所发出的电力，除提供本发明的系统运转所需的电力外，并可再作为该火车站及附近社区所需的辅助备载电力、不断电系统(UPS)或电动车辆充电电源之用，该燃料电池模块的水或热能的副产物输出口所输出的水或热能，除了可提供给本发明的系统本身进行气化处理外，更可作为该输配月台或火车站的备用水源与取暖、加热热能，并且，透过该中央管理区分别针对各输配气区、气化处理区的自动感测监视与控制，可以让近端操作者或远端的瓦斯公司的监控者，可以第一时间掌握该液态天然气的铁运输配、气化处理及天然气输出操作与安全警示状态，且该气化处理区的输出管路可就近连结该火车站附近社区、用户或瓦斯筒装配厂的天然气区域供气管路，或者也可以输出储存至如天然气储气槽的暂存储气区，可较现有或上述各专利前案技术节省大量的输配、气化成本，并且，不会产生任何环境污染、破坏或安全疑虑，诚为一具备火车站土地充分再利用、环保与安全的液态天然气能源输配与管理典范。
[0043]本发明的有益效果是，以消除现有液化天然气输配、气化技术、方法或各专利前案揭示的输配、气化技术与方法中，无法实时与机动气化供气给地区瓦斯公司或下游用户，以及，操作厂区需占用较大面积，需在特定区域设置，设备复杂成本偏高，且需要大量操作、监控与管理人力，而不利于厂区的自动化与管理的问题与缺点。
【附图说明】
[0044]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0045]图1为本发明的液态天然气的输配与气化管理系统的系统方块图；
[0046]图2为本发明的液态天然气的输配与气化管理系统第一实施例的详细方块图；
[0047]图3为本发明的液态天然气的输配与气化管理系统的中央管理区的详细方块图；
[0048]图4为本发明的液态天然气的输配与气化管理系统第二实施例的详细方块图；
[0049]图5为图4的中央管理区的详细方块图；
[0050]图6为本发明的液态天然气的输配与气化管理系统第三实施例的详细方块图；
[0051]图7为图6的中央管理区的详细方块图；
[0052]图8为本发明的液态天然气的输配与气化管理系统的较佳应用例图；
[0053]图9为图8的详细系统方块图。
[0054]图中标号说明:
[0055]100 输配与气化管理系统10 输配月台
[0056]20 输配气区21 液态天然气栗
[0057]211输入管路22液态天然气泄漏传感器
[0058]30气化处理区31燃料电池模块
[0059]311副产物输出口312副产物输出口
[0060]313燃料输入口314电力输出端
[0061]32热交换槽311a气阀
[0062]321送风机322交换管路
[0063]322a输出管路322b第一控制阀
[0064]322b’输出端323第二控制阀
[0065]324启动槽325温度传感器
[0066]326洒水器327水位传感器
[0067]33热水槽331电热器
[0068]332循环栗333温度传感器
[0069]40气压传感器41暂存储气区
[0070]50中央管理区51感测单元
[0071]52中央处理单元53输出控制界面
[0072]54通讯界面55电源转换单元
[0073]200铁路300液态天然气运输列车
[0074]400液态天然气500热能
[0075]600水700电力
[0076]800气化天然气910远端监控中心
[0077]920区域供气管路930社区电网
[0078]32a热气交换出口521安全警示单元
[0079]34辅助电热装置
【具体实施方式】
[0080]请参阅如图1、图2及图3所示，为本发明的液态天然气的输配与气化管理系统100的第一实施，其中，该输配与气化管理系统100包括一输配月台10，可以是火车站中的卸货月台或铁运月台或闲置不用的月台所构成，换言之，即是除了一般载客月台外的月台均可以为之。
[0081]至少一输配气区20，设于该输配月台10上邻近一铁路200的至少一侧，供至少一列停放于该铁路200上的液态天然气运输列车300输运卸载液态天然气400，该液态天然气400可以是液态甲烷(methane，CH4)、丙烷或丁烷，该液态天然气运输列车300拖载有数台液态天然气罐板车310，每一台液态天然气罐板车310约可载运25吨?50吨运量左右的液态天然气400，以便分别在各个火车站进行该液态天然气400卸载，该输配气区20中设有一液态天然气栗21及一液态天然气泄漏传感器22，该液态天然气栗21透过一输入管路211连结该液态天然气运输列车300的至少一台液态天然气罐板车310，以卸载输入该液态天然气400，该液态天然气泄漏传感器22连结于该输入管路211上，以感测该液态天然气400自该液态天然气运输列车300的液态天然气罐板车310卸载输入过程中是否有所泄漏，并发出一泄漏感测讯号输出。
[0082]至少一气化处理区30，设于该输配月台10上，连结该输配气区10的液态天然气栗21，以输入该液态天然气400，该气化处理区30包含至少一燃料电池模块31及至少一热交换槽32，该燃料电池模块设有至少一副产物输出口 311及312、燃料输入口 313及电力输出端314，该副产物输出口 311输出热气的热能500副产物，该副产物输出口 312输出水600副产物，该电力输出端314则输出发电电力700，该电力700为交流电源，上述的燃料电池模块31的型态不限，在本发明中是以列举澳大利亚商Ceramic Fuel Cells (简称CFCL)公司所生产的BlueGen系列固态氧化物燃料电池模块为例，其中，如以该燃料输入口 313输入的液态天然气400为甲烷为例，该燃料电池模块31在发电过程中，该副产物输出口 311输出的热能500可达0.35-0.42千瓦(或360千卡/千瓦小时)，该副产物输出口 312输出的水600可高达300克/千瓦时以上，该电力输出端314输出的电力700为110/220伏(V)、60赫芝(Hz)的交流电源，且其燃-电转换率可高达60%，换言之，每输入一立方米(m3)的天然气燃料，则可让该电力输出端314输出6度的电力700，再加上上述的副产物输出口 311输出的热能500与副产物输出口 312输出的水600的副产物转换率约为25%，可使该燃料电池模块31整体的能源转换效率高达85%左右。
[0083]上述的热能500或水600的其中至少一副产物输出口 311或312连结该热交换槽32，在本发明的第一实施例中，是揭露以该热能500的副产物输出口 311连结该热交换槽32，其中，该副产物输出口 311设有至少一气阀311a，以控制与外界空气连通与否，该气阀311a的型式不限，在本发明中是以一电磁阀为例，在该副产物输出口 311与热交换槽32间，则连结与设置一送风机321，以将该热能500转换成热风输入该热交换槽32内，该热交换槽32内设有至少一交换管路322，该交换管路322 —端连结该输配气区20的液态天然气栗21，以输入该液态天然气400，以透过该送风机321所输入的热风，来让该交换管路322内的液态天然气400进行气化，以形成气化天然气800，该气化天然气800并经该交换管路322另一端所形成的一输出管路322a输出，该输出管路322a并连结一第一控制阀322b，以控制该气化天然气800由该第一控制阀322b的输出端322b’输出，该输出端322b’并分别连结一气压传感器40，以借该气压传感器40感测该气化天然气800输出的压力状态，并借以感知该气化天然气800输出时是否有泄漏的情形，该热交换槽32并设有一热气交换出口32a，以提供该热交换槽32内部热气对外排出交换。
[0084]上述的第一控制阀322b与该燃料电池模块31的燃料输入口 313间则连结设置一第二控制阀323，以控制该部分的气化天然气800反馈输入该燃料电池模块31的燃料输入口 313，使该燃料电池模块31可进行运作，该第一控制阀322b及第二控制阀323的型式不限，在本发明中是列举为防爆型三通电磁阀为例，该第二控制阀323并连结一启动槽324，该启动槽324可以预先储存气化天然气800，或经由该第二控制阀323切换操作，使该启动槽324可以将该交换管路322 —端的输出气化天然气800的一部分予以预先储存，以便在该燃料电池模块31初次启动或每次启动时的燃料来源，该启动槽324的气化天然气800储存量不用太大，只需足够启动该燃电池模块31即可，上述的热交换槽32中设有至少一温度传感器325，以感测热交换槽32中的温度。
[0085]至少一中央管理区50，设于该输配月台10上，连结该气化处理区30的燃料电池模块31的电力输出端314的输出电力700，以获得工作电源，该中央管理区50的型式不限，在本发明中是列举包含至少一感测单元51、中央处理单元52、输出控制界面53、通讯界面54及电源转换单元55构成为例，其中，该感测单元51，分别连结该输配气区20的液态天然气泄漏传感器22、气化处理区30的温度传感器325、气压传感器40的液态天然气400输入、气化处理与气化天然气800输出的泄漏、气化温度与气压感测状态。
[0086]该中央处理单元52，连结感测单元51，以输入该输配气区20的液态天然气泄漏传感器22、气化处理区30的温度传感器325、气压传感器40的液态天然气400输入、气化处理与气化天然气800输出的泄漏、气化温度与气压感测状态讯号与资料，并依据该感测状态讯号与资料，分别输出对应于该输配气区20、气化处理区30的相对应液态天然气400输入、气化处理与气化天然气800输出的泄漏、气化温度、气压控制命令与安全警示讯号。
[0087]至少一输出控制界面53，连结该中央处理单元52，并分别连结该输配气区20的液态天然气栗21、气化处理区30的气阀311a、送风机321、第一控制阀322b及第二控制阀323，以接收该中央处理单元52输出的对应于该输配气区20、气化处理区30的相对应液态天然气400输入、气化处理与气化天然气800输出的泄漏、气化温度、水位与气压控制命令，并对该输配气区20、气化处理区30提供对应的操作控制讯号。
[0088]至少一通讯界面54，连结该中央处理单元52，以透过有线或无线网络通讯模式，将该输配气区20、气化处理区30的液态天然气400输入、气化处理与气化天然气800输出的泄漏、气化温度与气压的感测状态讯号与资料，以及，该输配气区20、气化处理区30的液态天然气400输入、气化处理与气化天然气800输出的泄漏、气化温度、水位与气压操作状态、安全警示讯号，传送给至少一远端监控中心910，该远端监控中心910可以是火车站控制中心或瓦斯公司的监控中心。
[0089]该电源转换单元55，连结该气化处理区30的燃料电池模块31的电力输出端314，以接收该电力输出端314输出的电力700，并加以转换为该感测单元51、中央处理单元52、输出控制界面53及通讯界面54所需的工作电源，以分别提供该感测单元51、中央处理单元52、输出控制界面53及通讯界面54的工作电源。
[0090]请再配合图4及图5所示，为本发明的液态天然气的输配与气化管理系统100的第二实施，其中，显示在该热交换槽32底面设有至少一辅助电热装置34，该辅助电热装置34连结该中央管理区50的输出控制界面53 (如图5所示)，由中央管理区50的中央处理单元52在该热交换槽32内的交换管路322中的液态天然气400急需加速进行气化处理时，则控制启动该辅助电热装置34产生辅助加热热能于热交换槽32底面，使该热交换槽32内的热交换温度可快速上升，而进一步对该交换管路322内的液态天然气400进行快速热交换气化处理。
[0091]请再参阅图6及图7所示，为本发明的液态天然气的输配与气化管理系统100的第三实施，其中，显示该气化处理区30的燃料电池模块31产生水副产物的副产物输出口312与热交换槽32之间，连结与设置至少一热水槽33，该热水槽33中设有至少一电热器331及循环栗332，其中，该循环栗332连结设置于该气化处理区30的热水槽33与热交换槽32之间，且该电热器331及循环栗332连结该中央管理区50的输出控制界面53，以受中央管理区50控制启动加热与提供热水循环，使热水槽33产生热水循环送入该热交换槽32中，以及，该热交换槽32中设有一洒水器326，该洒水器326将来自热水槽32的热水喷洒浇淋至热交换槽32中的交换管路322表面，以提供该交换管路322中的液态天然气400的另一项气化热源，该热交换槽32中设有一水位传感器327，并且，该热水槽33中设有至少一温度传感器333，该水位传感器327与温度传感器333连结该中央管理区50的感测单元51，以反馈热交换槽32内的水位及热水槽33中的水温给该中央管理区50的中央处理单元52，以使该中央处理单元52透过该控制界面53而对该电热器331的加热温度与循环栗332开启(ON)或切断(OFF)予以控制。
[0092]此外，该中央管理区50的中央处理单元52连结一安全警示单元521，以于该液态天然气400或气化天然气800泄漏或失压时，由该中央处理单元52输出安全警示讯号给该安全警示单元521进行近端安全警报发布，该安全警示单元521可以是语音播报器或扬声器构成。
[0093]请再配合图8及图9所示，为本发明的液态天然气的输配与气化管理系统100较佳应用例，其中，显示该气化处理区30的第一控制阀322b的输出端322b’连结至少一暂存储气区41及至少一区域供气管路920的节点或中继接入点，该暂存储气区41可以是用户端的天然气储气槽所构成，而该区域供气管路920可以是火车站附近社区用户或通往筒装瓦斯分装厂的天然气供应管线，可直接对社区用户或筒装瓦斯分装厂进行供气，以及，该气化处理区30的燃料电池模块31的电力输出端314所输出的电力700，并可再提供给至少一社区电网930作为辅助备用电源或不断电系统，也可以提供给如火车站附近电动车辆等代步交通工具作为充电电源之用。
[0094]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，包括: 一输配月台； 至少一输配气区，设于该输配月台上邻近铁路的至少一侧，供至少一列液态天然气运输列车卸载液态天然气； 至少一气化处理区，设于该输配月台上，连结该输配气区，以输入该液态天然气，该气化处理区包含至少一燃料电池模块及至少一热交换槽，该燃料电池模块设有至少一热能、水的副产物输出口、燃料输入口及电力输出端，该热能或水的其中至少一副产物输出口连结该热交换槽，该热交换槽内设有至少一交换管路，该交换管路一端连结输入该输配气区的液态天然气，以透过该燃料电池模块于发电过程中所产生的热能或水其中至少一种副产物输进行热交换，并于该交换管路另一端形成一输出管路，以输出气化天然气，该输出管路输出的气化天然气的一部分，并再反馈输入至该燃料电池模块的燃料输入口 ；及 至少一中央管理区，设于该输配月台上，连结该气化处理区的燃料电池模块的电力输出端的输出电力，并分别连结及控制该输配气区、气化处理区、暂存储气区的液态天然气输配气、气化处理及暂存气化后天然气的管理、监视与控制。2.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述输配气区中设有一液态天然气栗，该液态天然气栗连结该中央管理区，以受中央管理区控制启动，提供液态天然气的输入辅助。3.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述输配气区中设有一液态天然气泄漏传感器，该液态天然气泄漏传感器连结该中央管理区，供该输配气区的液态天然气的泄漏感测状态回馈给该中央管理区。4.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的燃料电池模块为固态氧化燃料电池模块。5.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的燃料电池模块的热能的副产物输出口与热交换槽之间，连结与设置至少一送风机，该送风机受中央管理区控制启动，以产生热风送入该热交换槽中。6.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热交换槽设有一热气交换出口，供该热交换槽内部热气对外排出交换。7.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的燃料电池模块的热能的副产物输出口设有至少一气阀，该气阀受中央管理区控制开或关，以控制与外界空气连通与否。8.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的燃料电池模块的水的副产物输出口与热交换槽之间，连结与设置至少一热水槽，该热水槽中设有至少一电热器，该电热器连结该中央管理区，以受中央管理区控制启动加热，使热水槽产生热水送入该热交换槽中，以及，该热交换槽中设有一洒水器，该洒水器将来自热水槽的热水喷洒浇淋至热交换槽中的交换管路表面。9.根据权利要求8所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热水槽与热交换槽之间，连结与设置至少一循环栗，该循环栗受中央管理区控制启动，以提供循环热水供应该热交换槽。10.根据权利要求8所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热水槽中设有至少一温度传感器，该温度传感器连结该中央管理区，以反馈热水槽中的水温给该中央管理区。11.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热交换槽中设有至少一温度传感器及水位传感器，该温度传感器与水位传感器连结该中央管理区，以反馈热交换槽中的温度与水位高度给该中央管理区。12.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热交换槽的交换管路一端的输出管路连结一第一控制阀，该第一控制阀与该气化处理区的燃料电池模块的燃料输入口间，连结与设置一第二控制阀，该第一控制阀与第二控制阀均受该中央管理区控制，以控制该气化天然气反馈输出至该燃料电池模块。13.根据权利要求12所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述第一控制阀的输出端，连结设置一气压传感器，该气压传感器连结该中央管理区，以将该第一控制阀的输出端输出的气化天然气压力感测状态反馈给中央管理区。14.根据权利要求12所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述第二控制阀连结一启动槽。15.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热交换槽的交换管路一端的输出管路连结至少一暂存储气区。16.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热交换槽的交换管路一端的输出管路连结至少一区域供气管路。17.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热交换槽底部设有一辅助电热装置，该辅助电热装置连结中央管理区，以受该中央管理区控制启动提供辅助加热热能给该热交换槽。18.根据权利要求1所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述中央管理区包括: 至少一感测单元，连结与感测输入该输配气区、气化处理区的液态天然气输入、气化处理与气化天然气输出的泄漏、气化温度、水位与气压状态； 至少一中央处理单元，连结感测单元，以输入该输配气区、气化处理区的液态天然气输入、气化处理与气化天然气输出的泄漏、气化温度、水位与气压的感测状态讯号与数据，并依据该感测状态讯号与数据，分别输出对应于该输配气区、气化处理区的相对应液态天然气输入、气化处理与气化天然气输出的泄漏、气化温度、水位与气压控制命令与安全警示讯号; 至少一输出控制接口，连结该中央处理单元，并分别连结该输配气区、气化处理区，以接收该中央处理单元输出的对应于该输配气区、气化处理区的相对应液态天然气输入、气化处理与气化天然气输出的泄漏、气化温度、水位与气压控制命令，并对该输配气区、气化处理区提供对应的操作控制讯号； 至少一通讯接口，连结该中央处理单元，以透过有线或无线网络通讯模式，将该输配气区、气化处理区的液态天然气输入、气化处理与气化天然气输出的泄漏、气化温度、水位与气压的感测状态讯号与数据，以及，该输配气区、气化处理区的天然气输入、气化处理与气化天然气输出的泄漏、气化温度、水位与气压操作状态及安全警示讯号，传送给至少一远程监控中心；及 至少一电源转换单元，连结该气化处理区的燃料电池模块的电力输出端，以接收该电力输出端输出的电力，并加以转换为该感测单元、中央处理单元、输出控制接口及通讯接口所需的工作电源，以分别提供该感测单元、中央处理单元、输出控制接口及通讯接口的工作电源。19.根据权利要求18所述的液态天然气的输配与气化管理系统，其特征在于，所述气化处理区的热交换槽底部设有一辅助电热装置，该中央处理单元连结一安全警示单元，以输出安全警示讯号给该安全警示单元进行近端安全警报发布。
【文档编号】F17C7/04GK105972428SQ201510478746
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年8月7日
【发明人】曾令远, 陈泽宗, 王舜宇, 朱明复
【申请人】电联运通股份有限公司