[发明专利]一种船用液氨燃料储存供给系统及使用方法

说明书

本发明公开了一种船用液氨燃料储存供给系统及使用方法，本储存供给系统包括：燃料舱、驳运泵、第一阀门、高压储罐、压缩机、一级增压泵、第二阀门、二级增压泵、加热器、船舶主机、第三阀门和冷能利用单元。本储存供给系统的使用方法的主要目的是通过将全冷式和全压式两种储存方式巧妙的结合起来，满足船舶在不同加注站对液氨燃料加注的需求，增加了船舶加注液氨燃料的灵活性，并且通过将部分液氨燃料以高压储罐的形式储存在甲板上，剩余的液氨燃料储存在燃料舱中，使船舶上有限的空间得到合理的利用，既避免造成船体空间的浪费，又保证了甲板上留有足够的空间供船上人员的正常使用。因此，本发明具有非常大的实际应用价值。

技术领域

本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种船用液氨燃料储存供给系统及使用方法。

背景技术

伴随着经济的快速发展，环境污染问题引起人类的重视。目前船舶主要采用传统化石能源作为燃料，燃烧时会造成严重的大气污染，为此国际海事组织(IMO)对船舶的尾气排放控制提出了更高的要求，为了应对这一要求，出现了许多清洁、无污染的替代性燃料，如天然气、氨燃料、氢燃料和甲醇等，目前天然气的应用比较广泛，可以大大减少船舶尾气中NO_X和SO_X的排放，但是天然气燃烧会产生温室气体CO₂；氨作为一种富氢的无碳燃料，燃烧不会产生任何污染物，且具有成本低、储运安全等优势，近年来受到了越来越多学者的关注，因此采用氨燃料作为船用燃料具有广阔的应用前景。

为了减小氨燃料的储存体积，氨燃料在船舶上通常以液态的形式(液氨)进行储存，液氨燃料在船舶上可供选择的储存方式有两种：全冷式和全压式，其中全冷式储存条件是指液氨燃料在常压、-33.5℃下进行储存，全压式储存条件是指液氨燃料以自然界的温度条件下、15-20bar左右的压力下进行储存。采用全冷式储存方式时由于液氨的温度较低，制取时需要的冷能较多，功耗较大，制取成本较高，且为了减少液氨与外界环境的渗透热，需要在燃料舱外面加装保温层，但是全冷式储存方式压力较低，对燃料罐的承压能力要求不高，通常采用不具备承压能力的薄膜式燃料储罐储存，并将薄膜式储罐设计成与燃料舱结构相兼容的形状(本发明中的燃料舱特指为全冷式储存方式)，提高对船体内部储存空间的利用率，船体空间浪费轻；采用全压式储存方式时由于罐体需要具有承压能力，所以采用材料较好、且具有承压能力的高压储罐(本发明中的高压储罐特指为全压式储存方式)，高压储罐的两端外形近似于球形，放在船舱内与船舱的空间形状不相兼容，罐体与船舱之间存在很多未被利用的空间，造成船体内部空间较多的浪费，使得宝贵的船体空间得不到充分的利用。因此，全冷式和全压式储存方式都有明显的利弊。

液氨燃料的加注方式也有两种：低温加注和常温加注，通常加注港口只具备其中的一种加注方式，可能为低温加注站，也可能为常温加注站。低温加注是指液氨在常压下，温度为-33.5℃进行加注；常温加注是指液氨在自然温度条件下，压力为15-20bar进行加注。低温加注站既可以对燃料舱进行加注，又可以通过对液氨燃料进行加压从而对高压储罐进行加注；而常温加注站只能对高压储罐进行加注，另外，由于常温加注站加注的液氨燃料压力比较高，燃料舱不具备承受高压的能力，并且常温加注站加注的液氨燃料温度达不到全冷式储存方式的温度条件，所以常温加注站不能对全冷式的燃料舱进行加注。因此，船舶液氨燃料的加注也受不同加注站加注方式的限制。