[發明專利]一種液化天然氣和液氫的船舶組合運輸系統

有效

• 申請號: 202210072496.8
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114396563B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 賈小平;許媛媛;安連彤;李雅靜
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00;F17C13/00;F17D1/07;F17D1/14;F17D3/01
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 韓麗萍

本發明公開了一種液化天然氣和液氫的船舶組合運輸系統，將液氫和LNG進行組合運輸，可以把LNG和LNG蒸發氣的冷能用于液氫蒸發氣的再液化過程，大大降低了液氫蒸發氣再液化過程的功耗，在功耗較小的情況下實現了液氫海上運輸過程中的貨物量零損失，還使得LNG和LNG蒸發氣的冷能得到充分的利用，避免了冷能的浪費，并利用LNG蒸發氣的冷能降低了液氫與周圍環境的溫差，從而減少了液氫蒸發氣的產生。加之當前全球范圍內對于氫氣和天然氣此類清潔環保能源的需求量不斷增加，液貨運輸船的數量也在不斷增多，因此本發明具有廣闊的應用前景和實際應用價值。

技術領域

本發明屬于船舶技術領域，具體涉及一種液化天然氣和液氫的船舶組合運輸系統。

背景技術

隨著環境問題的愈發突出，世界范圍內興起了綠色低碳發展的熱潮，作為一種清潔能源，全球范圍內對于天然氣的需求量不斷增加。為了使天然氣可以往全球各地供應，一般采用船舶運輸，輸送至港口碼頭和接收站，但是在常溫常壓條件下天然氣體積較大，為了增大天然氣的運輸量，天然氣通常以液態的形式進行運輸，也即是液化天然氣(LNG)。運輸LNG的船舶稱為“LNG船”，目前此類船舶通常采用雙燃料柴油機作為主推進裝置，以貨艙內LNG產生的蒸發氣或貨艙內的LNG作為燃料。

LNG船液貨艙內的LNG是一種溫度為-163℃的液體，與外界存在很大的溫差，因此LNG船液貨艙內的LNG會產生蒸發氣，當前新造的船舶通常將這部分蒸發氣加熱后直接送至船舶主機燃用，但產生的蒸發氣的量不足以提供船舶航行時所需要的燃料量，因此還要強制汽化船舶液貨艙內的部分LNG作為燃料，加熱后一同送至船舶主機燃用，LNG船每天需要消耗LNG蒸發氣和LNG作為船用燃料共100多噸，在這一過程中LNG蒸發氣和LNG會釋放出大量的冷能，這些冷能不僅得不到利用，還需要消耗大量加熱熱源。因而LNG船在運輸LNG的過程中存在冷能嚴重浪費的問題。

另一方面，作為零碳燃料的氫在雙碳目標的推動下也逐漸受到全球的重視，氫氣同天然氣的海上運輸類似，也是以液態的形式采用船舶進行跨國運輸，液氫溫度為-253℃，其在運輸過程中，與環境存在近300℃的溫差，因此液氫在運輸過程中不可避免的會產生較多的液氫蒸發氣，對于液氫蒸發氣的處理，一種方法是將液氫蒸發氣直接作為燃料供船舶主機燃用，但氫氣排放性能更好，且價格昂貴，屬于比天然氣更加珍貴和環保的能源，而船舶在海上航行時對尾氣的排放要求沒有那么嚴格，不如采用價格低廉的燃料油或天然氣作為燃料，如果直接將運輸的液氫產生的蒸發氣作為船用燃料，經濟性較差，這種方法有突出的弊端。因此船舶在運輸液氫的過程中產生的液氫蒸發氣一般不在船舶上直接作為燃料燃用。另一種方法是采用再液化裝置將液氫的蒸發氣再液化后返回液貨艙，可以保證液氫100％從裝貨港運輸到卸貨港，然后運輸到陸地上對環境要求比較高或者需要用氫的地區使用。但由于液氫溫度較低，外界的冷源與液氫的溫差很大，因此這種方法存在一個明顯的缺點是會造成液氫蒸發氣再液化制冷過程功耗過大，成本較高。

綜上所述，如果可以提出一種液化天然氣和液氫的船舶組合運輸系統，將LNG和LNG蒸發氣的冷能作為液氫蒸發氣再液化過程中的冷源，可以大大降低液氫蒸發氣再液化過程的功耗，還可以使LNG和LNG蒸發氣的冷能得到充分利用，具有較好的經濟性。

發明內容

本發明的目的就是針對上述的問題，提出一種液化天然氣和液氫的船舶組合運輸系統，該系統主要包括：駁運泵、增壓泵、混合閥、再液化制冷單元、缸套水加熱器、氫氣壓縮機、隔熱層進口壓縮機、LNG艙、液氫艙、外層隔熱艙、氣體隔熱層、隔熱層出口、隔熱層進口、內層隔熱艙、隔熱層出口壓縮機。

其中LNG艙包括第一LNG艙、第二LNG艙、第三LNG艙，液氫艙包括第一液氫艙、第二液氫艙。

其中，所述駁運泵、增壓泵、混合閥依次通過管道相連接。

所述隔熱層出口、隔熱層出口壓縮機、混合閥、再液化制冷單元、缸套水加熱器依次通過管道相連接。

所述隔熱層進口壓縮機與隔熱層進口通過管道相連接。