带有船用相变供气装置的替换式罐箱的制作方法

本实用新型涉及船用燃料罐领域，特别是一种带有船用相变供气装置的替换式罐箱。

背景技术：

航运业是耗能大户，而目前我国船舶清洁燃料使用率极低，大力推进船舶使用LNG作为燃料既是大气污染物治理的需求，也是我国能源结构调整的需要。我国推动将LNG作为船舶燃料自2010年武汉轮渡公司首艘LNG燃料拖轮下水开始，经过8年的发展，取得了长足的进步。但LNG加注配套设施建设不完善、船用LNG物流链不够畅通、LNG船用燃料罐加注困难等因素制约了船用LNG事业的发展。

目前船用LNG燃料罐系统主要包括储罐和船用相变供气装置(下文简称冷箱)两大组成部分，船用燃料罐一般分为固定式燃料罐和可移动式燃料罐两种形式，主要用于加注、存储LNG燃料，冷箱主要用于将储罐内的LNG加热汽化后供给LNG船发动机使用燃料。储罐与冷箱之间通过管道连接输送LNG。

对于固定式燃料罐的LNG船舶进行燃料加注时，通常采用LNG船舶岸基加注站、趸船或移动加注船的软管式加注臂对接船用燃料罐加注，存在加注站投资大、审批慢、站点少，加注过程对接困难、管道长液源浪费大、充液时间长等问题。

对于可移动式燃料罐的LNG船舶进行燃料加注时，将燃料罐拆卸运至陆地充装LNG，但需要拆除燃料罐与冷箱间多条连通管路包括深冷液相管路的拆卸和装配，十分繁琐。每次都需要进行排空、联接、置换及检漏工序，存在较大安全隐患。且可移式船用罐与冷箱之间的液相管路通常采用进口带自封快速装卸结构的低温软管，成本十分高昂。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种带有船用相变供气装置的替换式罐箱。具体设计方案为：

一种带有船用相变供气装置的替换式罐箱,包括储罐、冷箱、罐箱框架，所述冷箱的前端设有功能板，所述冷箱内设有气化器、缓冲罐，所述储罐、冷箱、功能板、气化器、缓冲罐均与管路系统连通，所述管路系统位于所述冷箱中，所述功能板上设有电气系统，所述储罐、冷箱安装于罐箱框架中，

所述冷箱管路系统包括送风口、循环水进口、循环水出口，所述送风口、循环水进口、循环水出口均位于所述冷箱的侧壁上，所述冷箱的侧壁处还安装有放空管排水，

所述管路系统包括回气口、充装口，所述回气口、充装口位于所述功能板上，所述管路系统通过所述回气口、充装口与所述冷箱外界连通，

所述管路系统包括气态天然气管路、液态天然气管路、水循环管路、氮气循环管路，

所述管路系统包括液位计管路、充液管路、液体排放管路、排气管路、节约管路、集中排放管路、氮气吹扫管路。

所述功能板上设有排风口、用气口、检修孔，所述冷箱通过所述排风口、检修孔与外界连连通。

所述检修孔为可供工作人员进入冷箱内的通孔。

所述液位计管路包括液相液位计管路、气相液位计管路，所述储罐的液相液位计端N1接截止阀A-7的输入端，截止阀A-7的输出端接截止阀A-8的输入端、储罐压力表P1、储罐压力变送器PT1、储罐压力变送器PTK1，储罐液位计L1的一端、储罐液位变送器LT1的一端、储罐液位变送器LTK1的一端，截止阀A-8的输出端接储罐液位计L1的另一端、储罐液位变送器LT1的另一端、储罐液位变送器LTK1的另一端、截止阀A-9的输入端，所述截止阀A-9的输出端接所述储罐的气相液位计端N2，

其中，所述液相液位计端N1至截止阀A-8的输入端为气态天然气循环管路，所述截止阀A-8的输出端至气相液位计端N2为液态天然气管路。

所述充液管路包括顶部充液管路、底部充液管路，

充装接头CZ-2接紧急切断阀X-2的一端、安全阀SV-4的输入端、紧急切断阀X-3的一端、紧急截止阀X-13的输入端，紧急切断阀X-2的另一端接截止阀A-2的一端，截止阀A-2的另一端接所述储罐的顶部充液端N3，紧急切断阀X-3的另一端接截止阀A-1的一端、安全阀SV-3的输入端、紧急截止阀X-11的输入端，紧急截止阀X11的输出端与气化器连接，截止阀A-1的另一端接所述储罐的底部充液端N4，安全阀SV-2的输出端、安全阀SV-3的输出端、安全阀SV-4的输出端、紧急截止阀X-13的输出端接所述集中排放管路中截止阀ZX-1的输入端，

所述充装接头CZ-2至顶部充液端N3形成的通路为顶部充液管路，所述充装接头CZ-2至底部充液端N4形成的通路为底部充液管路，

所述顶部充液管路、底部充液管路为液态天然气管路，所述安全阀SV-2的输出端、安全阀SV-3的输出端、安全阀SV-4的输出端与截止阀ZX-1的输入端之间为液态天然气管路，

所述截止阀ZX-1为放空管排水连接端，

所述液体排放管路中，所述液体排放管路中，所述储罐的液体排放端N5接截止阀A-3的输入端，截止阀A-3的输出端接安全阀SV-1的输入端、紧急截止阀X-4的输入端，紧急截止阀X-4输出端接入气化器Q-1，经气化器Q-1气化后接安全阀SV-2的输入端、缓冲罐H-1的输入端、气体燃料温度传感器TEK1、气体燃料温度传感器TE4，缓冲罐H-1的输出端接气体燃料压力变送器PT2、紧急截止阀X-6的输入端，紧急截止阀X-6的输出端接送气接口CZ-1，安全阀SV-2的输出端、安全阀SV-1的输出端接截止阀ZX-1，

所述送气接口CZ-1为用气口连接端，

液体排放端N5至气化器Q-1的通路为液态天然气管路，截止阀A-3的输出端至截止阀ZX-1之间的通路、气化器Q-1输出的管路为气态天然气管路，

所述气化器Q-1为气化器的连接端，缓冲罐H-1为缓冲罐的连接端。

排气管路中，储罐的排气端N6接三通阀TR的输入端、截止阀A-6的一端，三通阀TR的另两端为输出端且分别接压力安全阀Y-1A的输入端、压力安全阀Y-1B的输入端，压力安全阀Y-1A的输出端、压力安全阀Y-1B的输出端接截止阀ZX-1的输入端，截止阀A-6的输出端接紧急截止阀X-1的输入端、紧急截止阀X-8的输入端，紧急截止阀X-1的输出端接回气接头CZ-3、紧急截止阀X-9的输入端，紧急截止阀X-9的输出端、紧急截止阀X-8的输出端接截止阀ZX-1的输入端，

排气端N6至截止阀A-6之间的管路为双向管路，当所述排气端N6为输出端时，形成排气管路，当所述排气端N6为输入端时，形成回气增压管路，

所述回气接头CZ-3为回气口的连接端，

整体所述排气管路为气态天然气管路。

所述节约管路实现对所述底部充液管路、排气管路中溢出的天然气进行回收，其回收为液体天然气回收，所以需要先将底部充气管路中液态的天然气气化后进行回收，气化器Q-1的输出端接安全阀SV-5的输入端、调节阀C-1的输入端、调节阀C-1的输出端接安全阀SV-11的输入端、截止阀A-10的输入端，截止阀A-10的输出端接储罐的节约端N8，安全阀SV-11的输出端、安全阀SV-5的输出端接截止阀ZX-1的输入端，

所述节约管路整体为气态天然气管路。

氮气循环管路中，通过三根管路用氮气吹扫，实现管路内部的清洁作业，即对用气口、充装口、回气口的吹扫，

止回阀H-1C的输出端接截止阀A-15的输入端、截止阀A-16的输入端、截止阀A-17的输入端，截止阀A-15的输出端接止回阀H-1D的输入端，截止阀A-16的输出端接止回阀H-1E的输入端、截止阀A-17的输出端接止回阀H-1F的输入端，止回阀H-1D的输出端接回气接头CZ-3的输入端，止回阀H-1E的输出端接充装接头CZ-2的输入端，止回阀H-1F的输出端接勇气接头CZ-1的输入端。

所述氮气循环管路为氮气吹扫管路。

所述水循环管路通过向所述气化器内融入水实现与底部充液管路、节约管路中液态天然气的热交换，使其气化。

通过本实用新型的上述技术方案得到的带有船用相变供气装置的替换式罐箱，其有益效果是：

带有相变供气装置的替换式罐箱，在满箱替换空箱时，不再需要拆卸和安装深冷液相(LNG)管路，省去对液相管路的排空、拆卸、联接、置换、检漏各工序。只需要将经过相变后的气相管路与船上用气管路相联接。大幅度减少了更换满液(LNG)罐后的安装工作、降低了带自封结构软管的设备成本、有效消除安全隐患。

罐箱作为船用燃料罐系统，即可满足LNG船舶日常的燃料加注、使用，也可方便快速整体拆卸后作为罐箱在陆地上运输、充泄液。而将冷箱与储罐集成在罐箱同一框架内避免了移动燃料罐充装过程中对燃料罐与冷箱之间的液相管道的拆除操作，提高了移动充装燃料过程中的拆装效率和安全指数。

附图说明

图1是本实用新型所述带有船用相变供气装置的替换式罐箱的结构示意图；

图2是本实用新型所述冷箱的内部结构示意图；

图3是本实用新型所述带有船用相变供气装置的替换式罐箱的侧视结构示意图；

图4是本实用新型所述管路系统的侧视结构示意图；

图5是本实用新型所述管路系统的俯视结构示意图；

图6是本实用新型所述管路系统的原理图；

图7是本实用新型所述液位计管路的原理图；

图8是本实用新型所述充液管路的原理图；

图9是本实用新型所述液体排放管路的结构示意图；

图10是本实用新型所述气体排放管路的原理图；

图11是本实用新型所述节约管路的原理图；

图12是本实用新型所述氮气吹扫管路的原理图；

图13是本实用新型所述水循环管路的原理图；

图中，1、储罐；2、冷箱；3、功能板；4、气化器；5、缓冲罐；6、管路系统；7、送风口；8、循环水进口；9、循环水出口；10、放空管排水；11、排风口；12、用气口；13、检修孔；14、回气口；15、充装口；16、罐箱框架；17、电气系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述。

一种带有船用相变供气装置的替换式罐箱,包括储罐1、冷箱2，所述冷箱2的前端设有功能板3，所述冷箱2内设有气化器4、缓冲罐5，所述储罐1、冷箱2、功能板3、气化器4、缓冲罐5均与管路系统6连通，所述管路系统6位于所述冷箱2中，所述功能板3上设有电气系统17，所述储罐1、冷箱2安装于罐箱框架16中，

所述冷箱管路系统6包括送风口7、循环水进口8、循环水出口9，所述送风口7、循环水进口8、循环水出口9均位于所述冷箱2的侧壁上，所述冷箱2的侧壁处还安装有放空管排水10，

所述管路系统6包括回气口14、充装口15，所述回气口14、充装口15位于所述功能板3上，所述管路系统6通过所述回气口14、充装口15与所述冷箱2外界连通，

所述管路系统6包括气态天然气管路、液态天然气管路、水循环管路、氮气循环管路，

所述管路系统6包括液位计管路、充液管路、液体排放管路、排气管路、节约管路、集中排放管路、氮气吹扫管路。

所述功能板3上设有排风口11、用气口12、检修孔13，所述冷箱2通过所述排风口11、检修孔13与外界连通。

所述检修孔为可供工作人员进入冷箱内的通孔。

所述液位计管路包括液相液位计管路、气相液位计管路，所述储罐1的液相液位计端N1接截止阀A-7的输入端，截止阀A-7的输出端接截止阀A-8的输入端、储罐压力表P1、储罐压力变送器PT1、储罐压力变送器PTK1，储罐液位计L1的一端、储罐液位变送器LT1的一端、储罐液位变送器LTK1的一端，截止阀A-8的输出端接储罐液位计L1的另一端、储罐液位变送器LT1的另一端、储罐液位变送器LTK1的另一端、截止阀A-9的输入端，所述截止阀A-9的输出端接所述储罐1的气相液位计端N2，

其中，所述液相液位计端N1至截止阀A-8的输入端为气态天然气循环管路，所述截止阀A-8的输出端至气相液位计端N2为液态天然气管路。

所述充液管路包括顶部充液管路、底部充液管路，

充装接头CZ-2接紧急切断阀X-2的一端、安全阀SV-4的输入端、紧急切断阀X-3的一端、紧急截止阀X-13的输入端，紧急切断阀X-2的另一端接截止阀A-2的一端，截止阀A-2的另一端接所述储罐1的顶部充液端N3，紧急切断阀X-3的另一端接截止阀A-1的一端、安全阀SV-3的输入端、紧急截止阀X-11的输入端，紧急截止阀X11的输出端与气化器4连接，截止阀A-1的另一端接所述储罐1的底部充液端N4，安全阀SV-2的输出端、安全阀SV-3的输出端、安全阀SV-4的输出端、紧急截止阀X-13的输出端接所述集中排放管路中截止阀ZX-1的输入端，

所述充装接头CZ-2至顶部充液端N3形成的通路为顶部充液管路，所述充装接头CZ-2至底部充液端N4形成的通路为底部充液管路，

所述顶部充液管路、底部充液管路为液态天然气管路，所述安全阀SV-2的输出端、安全阀SV-3的输出端、安全阀SV-4的输出端与截止阀ZX-1的输入端之间为液态天然气管路，

所述截止阀ZX-1为放空管排水10连接端，

所述液体排放管路中，所述液体排放管路中，所述储罐1的液体排放端N5接截止阀A-3的输入端，截止阀A-3的输出端接安全阀SV-1的输入端、紧急截止阀X-4的输入端，紧急截止阀X-4输出端接入气化器Q-1，经气化器Q-1气化后接安全阀SV-2的输入端、缓冲罐H-1的输入端、气体燃料温度传感器TEK1、气体燃料温度传感器TE4，缓冲罐H-1的输出端接气体燃料压力变送器PT2、紧急截止阀X-6的输入端，紧急截止阀X-6的输出端接送气接口CZ-1，安全阀SV-2的输出端、安全阀SV-1的输出端接截止阀ZX-1，

所述送气接口CZ-1为用气口12连接端，

液体排放端N5至气化器Q-1的通路为液态天然气管路，截止阀A-3的输出端至截止阀ZX-1之间的通路、气化器Q-1输出的管路为气态天然气管路，

所述气化器Q-1为气化器4的连接端，缓冲罐H-1为缓冲罐5的连接端。

排气管路中，储罐1的排气端N6接三通阀TR的输入端、截止阀A-6的一端，三通阀TR的另两端为输出端且分别接压力安全阀Y-1A的输入端、压力安全阀Y-1B的输入端，压力安全阀Y-1A的输出端、压力安全阀Y-1B的输出端接截止阀ZX-1的输入端，截止阀A-6的输出端接紧急截止阀X-1的输入端、紧急截止阀X-8的输入端，紧急截止阀X-1的输出端接回气接头CZ-3、紧急截止阀X-9的输入端，紧急截止阀X-9的输出端、紧急截止阀X-8的输出端接截止阀ZX-1的输入端，

排气端N6至截止阀A-6之间的管路为双向管路，当所述排气端N6为输出端时，形成排气管路，当所述排气端N6为输入端时，形成回气增压管路，

所述回气接头CZ-3为回气口14的连接端，

整体所述排气管路为气态天然气管路。

所述节约管路实现对所述底部充液管路、排气管路中溢出的天然气进行回收，其回收为液体天然气回收，所以需要先将底部充气管路中液态的天然气气化后进行回收，气化器Q-1的输出端接安全阀SV-5的输入端、调节阀C-1的输入端、调节阀C-1的输出端接安全阀SV-11的输入端、截止阀A-10的输入端，截止阀A-10的输出端接储罐1的节约端N8，安全阀SV-11的输出端、安全阀SV-5的输出端接截止阀ZX-1的输入端，

所述节约管路整体为气态天然气管路。

氮气循环管路中，通过三根管路用氮气吹扫，实现管路内部的清洁作业，即对用气口12、充装口15、回气口14的吹扫，

所述氮气循环管路为氮气吹扫管路。

止回阀H-1C的输出端接截止阀A-15的输入端、截止阀A-16的输入端、截止阀A-17的输入端，截止阀A-15的输出端接止回阀H-1D的输入端，截止阀A-16的输出端接止回阀H-1E的输入端、截止阀A-17的输出端接止回阀H-1F的输入端，止回阀H-1D的输出端接回气接头CZ-3的输入端，止回阀H-1E的输出端接充装接头CZ-2的输入端，止回阀H-1F的输出端接勇气接头CZ-1的输入端。

所述水循环管路通过向所述气化器4内融入水实现与底部充液管路、节约管路中液态天然气的热交换，使其气化。

在标准罐箱框架空间内划分成两个空间，并用矩形钢但不局限于矩形钢在罐箱框架横梁上隔开。

储罐1、冷箱2的设计需要满足船用罐的相关法规、标准要求。利用相变供气系统的汽化器4、缓冲罐5对储罐1流出的液态天然气进行汽化、调压后输出满足压力条件的气态天然气供给后端船用发动机使用。在冷箱2中布置的管路系统6无论是作为船用燃料罐的日常燃料供给使用还是作为罐箱的换装、充泄液、运输都无需拆卸，可采用焊接、活接、硬管、软管等多种方式进行布置设计。

根据船用罐相关要求，采用不锈钢板对罐箱框架16进行围堰蒙板处理，形成耐低温泄漏的冷箱2。在冷箱内根据法规、标准及客户使用要求布置电器系统17。不锈钢蒙板上设置排风口11、送风口7防止天然气在密闭空间内的聚集，设置检修孔11用于日常维护、检修。在不锈钢蒙板外侧设置罐箱充卸液所需的充装口15、回气口14以及相关常用操作阀门，设置用气口12连接船用发动机系统。日常燃料罐使用时，联通、打开用气口12，当需要作为罐箱换装使用时，仅需断开、拆卸与用气口12相连的气相管路。在加注场所通过充装口15、回气口14进行充卸液操作。

所述管路系统中，截止阀A-1为顶部进液阀、截止阀A-2为底部进液阀、截止阀A-3为出液阀、截止阀A-5为真空规管阀、截止阀A-6为增压回气阀、截止阀A-7为液位计气相阀、截止阀A-8为液位计均衡阀、截止阀A-9为液位计液相阀、截止阀A10为节约阀门、截止阀A-15为气相吹扫阀、截止阀A-16为液相吹扫阀、截止阀A-17为气体燃料吹扫阀；紧急截止阀X-1为充装回气阀、紧急截止阀X-2为顶部进液阀、紧急截止阀X-3为底部进液阀、紧急截止阀X-4为出液阀、紧急截止阀X-6为用气阀、紧急截止阀X-8为储罐排放阀、紧急截止阀X-9为气相排空阀、紧急截止阀X-11为增压调压阀、紧急截止阀X-13为液相排空阀、调节阀C-1为减压调节阀。

管路系统6的连接解决了冷箱2与储罐1连接的内部结构及功能实现的问题，其解决方式体现于管路的连接中，上述的管路连接位置固定、连接方式方式固定，流向固定，通过上述管路连接，即可实现冷箱2、储罐1的正常使用，使用者可以参照传统储罐控制、冷箱控制的基本操作实现，而相关的维修、生产技术人员可以根据管路连接的描述了解具体的管路系统6的结构以及工作原理，实现生产和维修。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。