[发明专利]一种冷藏集装箱利用船舶LNG冷能的系统及方法

说明书

本发明公开了一种冷藏集装箱利用船舶LNG冷能的系统及方法，该系统主要包括冷藏箱冷能利用系统、供给管路系统和LNG燃料供给系统。当船舶在海上航行有LNG燃料消耗时，采用50％的乙二醇溶液作为冷媒与LNG燃料进行热交换，获得冷能的冷媒依次经供液管、快速接头和电磁阀进入冷藏集装箱换热器中，释放冷能用以制冷，从而实现将船舶LNG燃料的冷能用于冷藏集装箱制冷，不仅能够降低LNG燃料气化过程中对热源的消耗，而且降低了船舶电网负荷，解决了大型LNG动力集装箱船因冷藏集装箱制冷造成船舶电网负荷庞大的问题，实现了能量的合理利用，并且采用软管、快速接头等将供给管路系统和冷藏集装箱利用系统连接起来，解决了移动制冷装置对LNG冷能的利用的难题，大大地提高了船舶的经济性。

技术领域

本发明属于船舶技术领域，涉及一种LNG动力船舶利用LNG冷能的冷藏箱系统及方法。

背景技术

国际海事组织(IMO)发布的“全球限硫令”即将来临，规定：自2020年起，全球范围内所有船舶燃油含硫量需从3.5％下降到0.5％。因此，船舶实现节能减排和寻求新的可替代能源已成为航运界迫在眉睫的首要任务。

液化天然气(LNG)具有低温、气液膨胀比大、能效高、易于运输和储存等优点，LNG目前被公认是污染最少的矿石燃料，若是作为燃油的替代品，可以通过限制排放污染来减少温室气体排放，从而改善空气质量。由此，LNG动力船(以LNG为燃料的船舶)与现有的燃油动力船相比更加环保。

随着世界集装箱运输市场竞争的日益激烈，为提高集装箱的运输效率和规模经济效益，集装箱船正日趋大型化，加之集装箱船对航速的要求较高，所以船舶的功率非常高，集装箱船每天的燃油消耗量特别大，船舶排放污染比较严重，若是以LNG作为燃料节能减排的作用更为明显，因此，新造的LNG动力集装箱船越来越多。

LNG是一种低温液体，一般储存温度为-163℃，在LNG燃料动力船上是以液态的形式储存的，在送去船舶主动力装置燃烧之前，需将LNG气化并加热到20℃至45℃左右使用，LNG在气化过程中释放出很大的冷量，再加上现在的集装箱船大型化的趋势，有些船舶每天甚至可以消耗100多吨LNG，因此，在此类船舶上有大量的LNG冷能可以利用。

专利号为CN 209176893 U公开了一种基于LNG冷能的船舶冷库与空调系统；专利号为CN 209176893 U公开了一种利用液化天然气冷能制冷的冷库运行装置；专利号为CN105444309 A公开了一种LNG船用空调及冷库系统；专利号为CN 208520077 U公开了一种利用LNG冷能的船舶冷库与空调控制系统；专利号为CN 105444309 A的中国专利中公开的一种LNG船用空调及冷库系统，将LNG冷能用于冷库与空调的制冷，实现了对LNG冷能的梯级利用。

上述这些专利都是将LNG冷能用于船舶冷库和空调系统中，实现了LNG冷能的利用，对节能减排有一定的好处，但是控制系统设计较为简单，系统所回收利用的冷能太少，系统功率小则只有几千瓦，大则不过20～30千瓦，所以仍有大量的LNG冷能未被利用。另外，冷库和空调属于相对固定的系统，设计起来相对容易。若是将LNG冷能大量利用起来，并且应用在移动式的制冷设备上，这种设计方法将会有更好的实际意义。

目前，集装箱船所载运的集装箱一般有两种，一种是普通集装箱，另一种是冷藏集装箱，其中冷藏集装箱自带制冷机组，需要消耗电力进行制冷，在海上航行时，冷藏集装箱需要消耗船舶电力，加之现在的集装箱船载箱量非常大，其中大型LNG动力集装箱船装载的冷藏集装箱数量能达到上千个TEU(TEU，标准集装箱)。因此造成船舶机舱电网的供电负荷能达到几千千瓦，甚至更大，大大增加了因供电的船舶燃料消耗和设备投资成本。若是将船舶LNG燃料的冷能用于冷藏集装箱制冷，不仅能够降低LNG燃料气化过程中对热源的消耗，而且极大的降低了船舶电网负荷，实现了能量的合理利用，提高了船舶的经济性。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种冷藏集装箱利用船舶LNG冷能的系统及方法。