用于供应液化气等的燃料补给方法和装置与流程

本发明涉及如独立权利要求的前序部分中所述的类型的用于供应液化气等的燃料补给(refuel)方法和装置。

具体地，本发明涉及用于供应lng(即，液化天然气)的方法和装置。其适于允许给诸如优选为船舶的载具燃料补给。

背景技术：

众所周知，船舶的燃料补给需要将装满lng的储罐车位于进行燃料补给的船舶附近的码头上；将储藏器连接到船舶的储罐，然后由泵将lng从储藏器供给到储罐中。

上述现有技术具有一些明显的缺点。

第一个重要的缺点在于以下事实：必须使用若干储藏器来充装船舶。详细地，该充装过程涉及依次使用储藏器，以便避免与lng流量特别是与泵操作控制有关的问题。

因此，该过程缓慢并且特别昂贵。

另一个重要的缺点是，由于储罐排空(因此有泵气蚀的风险)和/或储罐充装(操作的持续时间增加)，储藏器中和/或储罐中的流体状况不断变化，因此使泵调节过程非常复杂。

为了克服这些问题，储藏器设置有蒸发器，通过平衡压力降低，所述蒸发器从储藏器中抽取lng，将其蒸发并且将其引入储藏器中。

然而，由于储藏器的排空，由蒸发器产生的蒸汽的量而不允许重新平衡压力损失，并且不能最终克服该问题。

另外，蒸发的lng的量没有被引入储罐中并且因此损失，这导致成本增加。

应注意的是，上述缺点由于操作人员在管理储藏器中的不同压力方面的困难而放大。

技术实现要素：

在此背景下，本发明所基于的技术任务是开发一种用于供应液化气的燃料补给方法和装置，所述方法和装置能够基本上克服至少一些上述缺点。

在所述技术任务的范围内，本发明的一个重要目的是提供一种易于控制、快速且廉价的用于供应液化气的燃料补给方法和装置。

通过如所附独立权利要求所述的用于供应液化气的燃料补给方法和装置，实现了技术任务和特定目的。在从属权利要求中描述了优选实施例的示例。

在从属权利要求中阐述了优选实施例。

附图说明

参照图1，从以下对本发明的优选实施例的详细描述，将显现本发明的特征和优点，图1示出根据本发明的用于供应液化气的装置的示意图。

具体实施方式

在本文中，当度量、值、形状和几何参考(诸如垂直度和平行度)与像“大约”或诸如“近似”或“基本上”的其它类似术语一起使用时，应理解为排除了由于生产和/或制造误差导致的测量误差或不准确，尤其是排除了相关的值、度量、形状或几何参考的略微差异。例如，这些术语如果与一个值相关，则优选地表示与所述值的相差不超过10％。

此外，当使用诸如“第一”、“第二”、“较高”、“较低”、“主要”和“第二”的术语时，不一定标识顺序、优先级关系或相对位置，而是可以简单地用来更清楚地使不同的组件彼此区分。

除非另有说明，否则应使用国际标准大气icao(iso2633)考虑本文档中提供的测量和数据。

除非另有说明，从下面的讨论中明显看出，诸如“处理”、“数据处理”、“确定”、“计算”等的术语应理解为是指计算机或类似电子计算装置的动作和/或过程，其可以将表示为物理的数据(诸如计算机系统的寄存器和/或存储器的电子大小)处理和/或转换为类似表示为计算机系统、寄存器或其它存储、传输或信息显示装置中的物理量的其它数据。

参考附图，附图标记1总体上表示根据本发明的用于供应液化气的装置。

术语液化气表示将适当可燃的气体液化而获得的所有液体，与标准条件相比，甚至可将其比容降低600倍。为了将气体保持在液相，将液化气以低于环境温度(气体在该温度处于气相)的液化温度(通常为-160℃)储存。

液化气优选地是lng。

燃料补给装置1适于使用包含液化气的至少一个燃料补给储藏器1a来给一个或更多个储罐1b(通常为一个或两个储罐1b)进行燃料补给。

优选地，燃料补给装置1适于使用多于一个储藏器1a，特别是并行工作的储藏器，以同时给一个或更多个储罐1b(例如一个或两个)进行燃料补给。

优选地，储藏器1a在三个至七个之间，更优选地为四个。

一个或更多个储藏器1a可以是静止的，即，整体固定到地面；且/或可以是移动的，例如，能通过货车移动的。

储罐1b可以是载具的储罐，并且特别是船舶的储罐。

如果若干个储罐1b连接到装置1，则储罐1b可以是单一载具的一部分，特别是单一船舶的一部分，或者可以是若干个载具的一部分，特别是若干个船舶的一部分。

燃料补给装置1包括从至少一个储藏器1a到至少一个储罐1b的流体供给系统2；且优选包括一个或更多个储藏器1a的增压系统3。

供给系统2适于将至少一个储藏器1a置于与至少一个储罐1b流通连接，从而允许液化气从所述至少一个储藏器1a经过而到达所述至少一个储罐1b。

优选地，供给系统2适于将多个储藏器1a(适当地为四个)置于与至少一个储罐1b同时流通连接，使得液化气从每个储藏器1a同时经过而到达一个或更多个储罐1b。

对于每个储藏器1a，供给系统2可以包括用于从所述储藏器1a中抽取液化气的抽取管道21。

对于每个储藏器1a，供给系统2可以包括通向储藏器1b的用于液化气的入口管道22，优选仅包括一个入口管道。

在一个抽取管道21和一个入口管道22的情况下，管道21和22直接流通连接，使得液化气从抽取管道21经过而直接到达入口管道22。在这种情况下，管道21和22可以看成仅一个管道。

在若干个抽取管道21(即，若干个储藏器1a)的情况下，供给系统2可以包括集合歧管(collectionmanifold)23，所述集合歧管将抽取管道21置于同时与入口管道22流通连接，因此并行放置储藏器1a。

然后集合歧管23适于将从抽取管道21离开的液化气输送到入口管道22中。集合歧管被插置在管道21与22之间。

在若干个储罐1b的情况下，供给系统2可以包括分配器24，所述分配器将入口管道22置于同时与储罐1b流通连接。

分配器24可以对于每个储罐1b设置有流量调节装置24a。

流量调节装置24a适于调节进入储罐1b的流量，例如通过允许装置1对与之连接的储罐1b进行或不进行燃料补给来调节进入储罐1b的流量。

流量调节装置24a可以在装置1的外部并且是储罐1b的一部分。

供给系统2可以包括至少一个泵25，所述至少一个泵适于移动供给系统2中的液化气，因此将液化气从至少一个储藏器1a移动到储罐1b。

在若干个储藏器1a的情况下，至少一个泵25适于同时控制从所有储藏器1a中抽取的液化气，然后将储藏器并行排空。

详细地，供给系统2可以包括适当地集成在入口管道22中的一个泵25。当该泵位于歧管23的下游时，该泵适于将液化气同时从储藏器1a中抽出。

在此文档中，术语“下游”和“上游”是指供给系统2中的液化气和增压系统3中的充装气体(如下所述)的前进方向。

替代性地，供给系统2可以包括多个泵25，对于每个抽取管道21设有一个泵，这样的泵适于并行操作以同时从储藏器1a中抽取液化气。

每个泵25集成在抽取管道21中。

优选地，泵25的操作参数是相同的。

由于所述泵25同时与单个入口管道22流通连接，因此其限定基本相同的出口压力。每个泵25相互影响所有其它泵25的输出压力(如下所述)。

优选地，泵25是装置1的仅有的泵。

供给系统2可以为每个泵25包括压力表26，该压力表用于泵25中的液化气的入口压力。

压力表26在泵25的上游。压力表适于插置在泵25与储藏器1a之间。

应注意的是，在泵25的上游进行测量，入口压力可以基本对应于储藏器1a的压力。

压力表26可以用于测量入口管道22中的液化气的所述入口压力。压力表集成在入口管道22中(在单个泵25的情况下)。

替代性地，压力表26可以适于测量抽取管道21中的入口压力。然后将压力表集成到抽取管道21中。具体地，在若干个泵25的情况下，供给系统2可以包括若干个压力表26，对于每个抽取管道21设有一个压力表。

供给系统2可以包括至少一个压力计27，该压力计用于从至少一个泵25离开的液化气的出口压力。

压力计27在泵25的下游。因此，压力计适于被插置在泵25与储罐1b之间。

供给系统2可以包括适于测量入口管道22中的出口压力的仅一个压力计27。该压力计集成在入口管道22中。

替代性地，供给系统2可以包括若干个压力计27。每个压力计适于测量在所述泵25下游的抽取管道21中的所述出口压力，然后压力计集成在抽取管道21中(图1)。

供给系统2可以包括至少一个调节阀28，以根据入口压力和/或出口压力并且优选地根据其间的差值来适当地自动调节液化气的流量，至少调节入口管道22中的流量。

调节阀28在泵25的下游，并且优选地在压力计27的下游。

供给系统2可以包括若干个调节阀28，每个调节阀集成在抽取管道21中并且适于调节抽取管道21中的液化气的流量，并且因此调节集合歧管23和入口管道22中的液化气的流量。

优选地，供给系统2包括集成在入口管道22中的仅一个调节阀28。

调节阀28适于调节泵25的操作，使其保持在最佳操作范围/曲线中。

具体地，调节阀适于调节泵25的下游的流量，因此保持出口压力与入口压力之间的恒定差。根据出口压力与入口压力之间的所述差，调节阀28为泵25提供操作参数，以使其保持在最佳范围内。

优选地，调节阀28适于调节泵25的操作参数，以使多个泵的操作参数保持彼此相等。

在图1中，示出了增压系统3(不同于加成系统(adductionsystem)2)，用虚线显示两个系统2与3之间的区别。

增压系统3适于通过抵消由于液化气的抽取而导致的储藏器1a中的压力的降低来操作，优选地，通过在燃料补给期间保持储藏器1a中的压力几乎恒定来操作。

具体地，增压系统适于增加一个或更多个储藏器1a中的压力，其中该一个或更多个储藏器1a的压力低于至少一个储罐1b的压力。

增压系统3可以适于通过将充装气体(适当地为蒸汽)引入储藏器1a中来执行此功能。

增压系统3可以包括返回管路31，所述返回管路适于例如从诸如天然气或其它充装气体(优选为惰性气体)的缸体/外部回路的外部设备中抽取充装气体。

增压系统3可以对于每个储藏器1a包括第二管道32，所述第二管道适于将充装气体从返回管路31运送到储藏器1a。

第二管道32适于被置于与储藏器1a流通连接。

在若干个储藏器1a的情况下，增压系统3适于为储藏器1a提供彼此几乎相等的参数。具体地，增压系统可以包括连接构件33，所述连接构件适于将储藏器1a置于相互流通连接，以将所述储藏器置于相同的压力下。

优选地，增压系统3适于通过将充装气体引入储藏器1a中来均衡储藏器的压力。因此，增压系统可以包括：返回管路31；若干个导管31(每个储藏器1a设有一个导管)；以及连接构件33，插置在返回管路31与管道32之间，使得返回管路31与所有的管道32同时流通连接。

增压系统3可以包括在连接构件3的上游的压缩机，以将构件33和管道32置于相同的压力下。

有利地，增压系统3没有压缩机，即，其具有自然循环。充装气体从至少一个储罐1b到所述一个或更多个储藏器1a的行进(passage)是通过自然循环发生的，因此在燃料补给期间，其受储藏器1a的压降控制。

优选地，充装气体是至少一个储罐1b中的蒸发物(在此文档中，术语蒸发物(boil-off)表示储罐1b中的液化气的变成气态的部分)，并且返回管路31适于被置于与所述至少一个储罐1b流通连接。

增压系统3适于将所述至少一个储罐1b置于与所述至少一个储藏器1a流通连接。

其结果是，泵25的入口压力和出口压力可以被尽可能地减小，并且具体地被调节以将泵保持在最佳操作场/曲线中。

在单个储罐1b的情况下，返回管路31可以被看成是管道。

在若干储罐1b的情况下，返回管路31包括用于离开储罐1b的充装气体(蒸发物)的收集体(collectionbody)31a。

收集体31a适于输送充装气体并且然后将充装气体从储罐1b引入到管道32中(在一个储藏器1a的情况下)，或引入到连接构件33中(在若干个储藏器1a的情况下)。

另外，在若干个储罐1b的情况下，除了收集体31a，返回管路31还可以包括离开每个储罐1b的气流的调节装置31b。

因此，调节装置31b仅适于如果储罐1b中的压力超过预定阈值时、特别是超过至少一个储藏器1a中的压力时，控制充装气体从储罐1b到储藏器1a的行进。

调节装置31b可以在装置1的外部并且是储罐1b的一部分。

每个管道32可以包括至少一个封闭块(图中未示出)，所述至少一个封闭块适于测量管道32中的压力，并且仅当储藏器1a中的压力小于储罐1b中的压力时选择性地允许流体经过储藏器1a。

封闭块可以在装置1的外部并且是储藏器1a的一部分。

为了选择性地控制从至少一个储罐1b到至少一个储藏器1a的流体的流动，增压系统3可以在增压系统3中包括流动控制阀34。

控制阀34可以集成在管道32中，或者优选地，集成在返回管路31中。

控制阀34可以集成在管道32中，或者优选地，集成在返回管路31中。

仅当控制阀34上游的充装气体压力(且因此在储罐1b中的压力)高于控制阀34下游的充装气体压力(且因此在储藏器1a中的压力)时，控制阀适于控制流体流量。

为了控制控制阀34的打开和/或关闭，增压系统3可以包括：第一传感器35，适于测量控制阀34上游的充装气体压力；第二传感器36，适于测量控制阀34下游的充装气体压力。

因此，仅当由第一传感器35测量的压力大于由第二传感器36测量的压力时，控制阀34适于控制流体的通过。

燃料补给装置1可以包括用于下面描述的装置1的操作的控制单元。

优选地，根据上述压力表26和/或压力计27所收集的数据，控制单元适于控制至少一个调节阀28和/或至少一个泵23。

控制单元还适于根据储藏器1a中和/或储罐1b中的压力来控制控制阀34。

控制单元包括plc。

本发明包括用于供应液化气的新的燃料补给方法，优选地，通过上述燃料补给装置1实施。

该方法描述了燃料补给装置1的操作。

燃料补给过程适于使用至少一个储藏器1a给至少一个储罐1b燃料补给(适当地一个或两个储罐1b)，优选地，同时使用并行的若干个储藏器1a。

燃料补给过程提供了燃料补给步骤和增压步骤。

有利地，燃料补给方法需要同时执行燃料补给步骤和增压步骤，使得充装气体抵消储藏器1a中的压力降低。

在燃料补给步骤期间，将液化气从所述储藏器1a转移到所述储罐1b。详细地，至少一个泵25控制液化气从所述储藏器1a的离开，液化气因此经过抽取管道21、入口管道22并进入储罐1b。

液化气的该抽取引起储藏器1a的压力的降低。

同时，发生增压步骤。

仅当储藏器1a与储罐1b之间满足至少一个储罐1b中的压力大于至少一个储藏器1a中的压力的要求时，才发生该增压步骤。

在增压步骤中，增压系统3通过抵消由于液化气的抽取而引起的储藏器1a中的压力降低来工作。在增压步骤期间，将充装气体(优选地，至少一个储罐1b中的蒸发物)引入储藏器1a中。

在该步骤，由压缩机驱动或优选地仅通过所述储藏器1a中的压力的降低来控制的充装气体经过增压系统3以进入储藏器1a，这是通过抵消压力的降低并且优选地保持储藏器1a的压力基本上恒定，虽然抽取了液化气。

有利地，充装气体是蒸发物，其通过增压系统3，从一个或多个储罐1b经过而到达一个或多个储藏器1a。

用于供应液化气的燃料补给方法优选地适于同时使用并行的若干个储藏器1a给储罐1b燃料补给。

在这种情况下，在燃料补给步骤期间，同时从所有的储藏器1a中抽取液化气并且将液化气转移到储罐1b；在增压步骤期间，将充装气体(优选地，储罐1b中的蒸发物)同时引入所有的储藏器1a中。

具体地，在充装步骤期间，至少一个泵25同时从所有的储藏器1a中抽取液化气流。每个液化气流经过抽取管道21并且到达集合歧管23，在此处与其它流汇合，形成单一流，所述单一流通过入口管道22进入储罐1b。

详细地，离开储藏器1a的液化气流全部相同。

抽取步骤与充装阶段同时执行，其中，使储藏器1a的压力成为一致，因此使储藏器1a的压力成为/保持彼此基本相等。

优选地，在充装步骤期间，充装气体(优选地，储罐1的蒸发物)经过返回管路31，在连接构件33中分成适当地彼此相等的子流。每个子流穿过管道32，从而进入储藏器1a。

应注意的是，储藏器1a示出彼此几乎相等的压力，这是由于其全部同时被置于流通连接。

根据本发明的燃料补给方法和装置1实现了一些重要优点。

实际上，其允许同时使用更多的储藏器1a，而无需复杂且费力的装置，因此可并行使用。

通过根据入口压力并且优选地根据出口压力来调节流量的可能性而增强了该方面，因此使泵4的工作条件适于液化气流的工作条件。更具体地说，其通过保持出口压力与入口压力之间的差值基本上恒定而实现。

由于能够保持所述储藏器1a的压力基本彼此相等并且具体地是恒定，也能实现该方面。

具体地，通过使用储罐1b的蒸发物(当前通过在环境中燃烧而分散)，然后通过增压系统3建立储藏器1a与储罐1b之间的第二流通连接(具体地，气体)，所述第二流通连接可被利用以具有并行工作的流并且抵消从储藏器1a中抽取的液化气，该方案成为可行的。

总之，燃料补给方法和装置1允许不同的储藏器1a的工作条件保持一致，因此使得控制液化气的流量以及因此一个或多个泵25极其简单和廉价。

通过整个燃料补给过程确保了储藏器1a的这种一致性。

在不脱离权利要求所限定的发明构思的范围的情况下，可以对本发明进行变化。所有细节都可以用等同元件代替，并且本发明的范围包括所有其它材料、形状和尺寸。