船舶及其船用LNG冷能回收系统

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种船舶及其船用LNG冷能回收系统。

背景技术

液化天然气(LNG)作为新兴船舶能源，具有低碳、环保、经济等优势，并逐步形成天然气船舶动力产业链，目前，船舶在液化天然气(LNG)的供能下实现在海上运输。

随着以液化天然气(LNG)供能的船舶在国内渔业的发展，该船舶中设有起居室和冷藏室，该起居室主要方便操作人员的住宿，冷藏室主要实现对食物的冷冻保鲜。

在相关技术中，液化天然气(LNG)作为液态储存于船舶中，并在经汽化后才能供船舶使用，可是，液态的液化天然气(LNG)在汽化时释放冷能，该冷能被船舶排出体外，且未得到有效利用，导致该冷能的利用率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船舶及其船用LNG冷能回收系统，解决现有技术中由液化天然气经汽化所释放的冷能的利用率较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种船用LNG冷能回收系统，包括：罐体，用于存储液态LNG；发动机，位于所述罐体的一侧；所述发动机用于接收由所述液态LNG汽化的气态LNG；汽化系统，包括第一管道和第一汽化器；所述第一管道的两端连通所述罐体的出液口和所述发动机的进气口；所述第一汽化器安装于所述第一管道上，用于汽化所述液态LNG；及冷能回收系统，与所述第一汽化器热交换，带走并利用由所述第一汽化器释放的冷能。

可选的，所述冷能回收系统包括：冷能释放装置，用于释放所述冷能；第一回路管道，连通所述第一汽化器和所述冷能释放装置，且共同形成第一闭合回路；冷媒贮存器，设置于所述第一回路管道上，用于提供第一冷媒，该第一冷媒在所述第一闭合回路上流通，且与所述第一汽化器进行热交换；及驱动泵，设置于所述第一回路管道上，以提供所述第一冷媒在所述第一闭合回路中循环流动的动力。

可选的，所述冷能回收系统还包括：第一探温器，与所述冷能释放装置对应设置；所述第一探温器用于探测所述冷能释放装置的温度；第二管道，其两端与所述第一回路管道连通，且所述第二管道的两端分别与所述冷能释放装置的两侧连接；及第一换向阀，位于所述第二管道与所述第一回路管道的连通处，且处于朝向所述冷能释放装置的进口端的一侧；所述第一换向阀上设有两第一通道，两所述第一通道分别连通所述第一回路管道和所述第二管道；所述第一换向阀与所述第一探温器电连接，并根据所述第一探温器控制所述冷能释放装置、所述第二管道的导通。

可选的，所述冷能释放装置、所述第二管道、所述第一换向阀和所述第一探温器均具有多个，且一一对应。

可选的，所述第一冷媒为氯化钙溶液。

可选的，所述汽化系统具有多组，多组所述汽化系统间隔设置。

可选的，所述船用LNG冷能回收系统还包括：第二汽化器，安装于所述第一管道上，且位于所述第一汽化器和所述发动机之间；及第二回路管道，连通所述第二汽化器和所述发动机，且共同形成第二闭合回路，该第二闭合回路供收容于所述发动机中的第二冷媒流动，使得所述第二冷媒与所述第二汽化器热交换。

可选的，所述第二级汽化器上设有第二探温器，该第二探温器用于探测所述第二级汽化器的温度；所述第二回路管道上设有第三管道和第二换向阀；所述第三管道的两端与所述第二回路管道连通，且所述第三管道的两端分别于所述第二级汽化器的两侧连接；所述第二换向阀位于所述第三管道与所述第二回路管道的连通处，且处于朝向所述第二级汽化器的进口端的一侧；所述第二换向阀上设有两第二通道，两所述第二通道分别连通所述第二回路管道和所述第三管道；所述第二换向阀与所述第二探温器电连接，并根据所述第二探温器控制所述第二级汽化器、所述第三管道的导通。

可选的，所述船用LNG冷能回收系统还包括：第三回路管道，其两端连通所述罐体的出液口和进气口；及第三汽化器，安装于所述第三回路管道上；所述第三汽化器用于汽化由所述出液口排出的所述液态LNG，而使由所述液态LNG汽化的气态LNG由所述进气口进入所述罐体内，以增压所述罐体。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种船舶，包括上述任一船用LNG冷能回收系统。

由上述技术方案可知，本发明至少具有如下优点和积极效果：

在本发明实施例的船用LNG冷能回收系统中，第一管道的两端连通罐体的出液口和发动机的进气口，第一汽化器安装于第一管道上，用于汽化液态LNG，第一汽化器对液态LNG进行汽化，并产生大量的冷能，而冷能回收系统与第一汽化器热交换，带走并利用由第一汽化器释放的冷能，从而实现由第一汽化器释放的冷能被冷能回收系统充分利用，并且提高冷能的利用率。

附图说明

图1是本发明船用LNG冷能回收系统的连接图。

图2是本发明船用LNG冷能回收系统的汽化系统的连接图。

图3是本发明船用LNG冷能回收系统的冷能回收系统的连接图。

图4是本发明船用LNG冷能回收系统的增压系统的连接图。

附图标记说明如下：

100、船用LNG冷能回收系统；

1、罐体；11、出液口；12、第一进气口；

2、发动机；21、第二进气口；22、进水口；23、出水口；

3、汽化系统；31、第一管道；32、第一汽化器；33、第二汽化器；34、第四管道；35、第三换向阀；

4、冷能回收系统；4a、第一闭合回路；41、冷能释放装置；42、第一回路管道；43、冷媒贮存器；44、驱动泵；45、第一探温器；46、第二管道；47、第一换向阀；48、单向阀；

5、第二回路管道；5a、第二闭合回路；

6、第二探温器；

7、第三管道；

8、第二换向阀；

9、增压系统；9a、第三闭合回路；91、第三回路管道；93、第三汽化器。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

参阅图1所示，本发明提供一种船用LNG冷能回收系统100以及具有该船用LNG冷能回收系统100的船舶。船舶内储存有液化天然气(LNG)，该液化天然气(LNG)需要在汽化后才能供船舶使用，其中，液态的液化天然气(LNG)在汽化时释放冷能被船用LNG冷能回收系统100带动并利用，可选的，船用LNG冷能回收系统100能够将冷能输送至船舶上对应的装置上。对应的装置具体的为起居室和冷藏室，此处不作限定。

本发明提供的船用LNG冷能回收系统100一般设置于船舶内，船用LNG冷能回收系统100主要包括罐体1、发动机2、汽化系统3和冷能回收系统4。发动机2位于罐体1的一侧，罐体1与发动机2之间设有汽化系统3、冷能回收系统4和增压系统9。

参阅图2所示，罐体1主要用于存储液态LNG，对液态LNG实现外层保护。罐体1可选的为LNG储罐。

罐体1具有多个出液口11和第一进气口12，其中，液态LNG沿出液口11排出罐体1外，气体可以沿第一进气口12输入至罐体1内。

发动机2位于罐体1的右侧，发动机2用于接收由所述液态LNG汽化的气态LNG，且使用气态LNG以供能于船舶。

发动机2上设有第二进气口21，该第二进气口21主要用于接收气态LNG，该气态LNG沿第二进气口21进入至发动机2内。

发动机2上设有进水口22和出水口23，进水口22和出水口23均与第二进气口21间隔设置。

其中，出水口23与进水口22连通，用于冷却发动机2的冷却水能够在进水口22和出水口23中流通。通过冷却水与发动机2热交换以防止发动机2的工作温度过高，其中，冷却水吸收了发动机2所散发的热量。

汽化系统3包括第一管道31、第一汽化器32和第二汽化器33，第一管道31、第一汽化器32和第二汽化器33均位于罐体1和发动机2之间，且相互连通。

第一管道31的两端连通所述罐体1的对应出液口11和所述发动机2的第二进气口21，第一管道31作为所述罐体1和所述发动机2之间的管道，能够供液、气态LNG输送。

第一汽化器32和第二汽化器33的作用均为对液态LNG进行汽化，该液态LNG在汽化时释放大量冷能。

第一汽化器32和第二汽化器33均安装在第一管道31上，并由罐体1至发动机2的方向上依次布置，第一汽化器32和第二汽化器33依次对液态LNG进行两级汽化，进一步地提高气态LNG的质量，使得气态LNG更好地被发动机2利用。

第一汽化器32对液态LNG进行首次汽化，该液态LNG在第一汽化器32上汽化产生大量冷能，该冷能能够被冷能回收系统4带走和利用，从而实现由第一汽化器32释放的冷能被冷能回收系统充分4利用，并且提高冷能的利用率现。

另外，所述第一汽化器32的两侧连接有第四管道34，该第四管道34两端与所述第一管道31连通，因此，第四管道34避开第一汽化器32而连通第一管道31上，使得流向第一管道31的液态LNG无法经过第一汽化器32。

第四管道34与第一管道31连接处设有第三换向阀35，该第三换向阀35处于朝向所述第一汽化器32的进口端的一侧，第三换向阀35上设有两第三通道，两所述第三通道分别连通所述第一回路管道42和所述第二管道46，即液态LNG经第三换向阀35能够流向第一管道31或第四管道34。

在液态LNG经第三换向阀35能够流向第四管道34时，液态LNG避开第一汽化器32流动至第二汽化器33上。

在液态LNG经第三换向阀35能够流向第一管道31时，液态LNG流向第一汽化器32，并在第一汽化器32上进行汽化以产生大量的冷能，该冷能被冷能回收系统4带走和利用。

参阅图3所示，冷能回收系统4与所述第一汽化器32热交换，带走并利用由所述第一汽化器32释放的冷能。冷能回收系统4包括冷能释放装置41、第一回路管道42、冷媒贮存器43和驱动泵44，第一回路管道42可以由多个管道连接而成，连通所述第一汽化器32和所述冷能释放装置41，且共同形成第一闭合回路4a，该第一闭合回路4a可选的为环状回路。

在第一汽化器32具有多个时，多个第一汽化器32相互汇集，并与第一回路管道42连通，从而便于对多个第一汽化器32释放的冷能统一处理。

冷媒贮存器43设置于所述第一回路管道42上，且处于第一闭合回路4a上。冷媒贮存器43贮存大量第一冷媒，并能够补充第一冷媒。

冷媒贮存器43用于提供第一冷媒，该第一冷媒在所述第一闭合回路4a上流通，且与所述第一汽化器32进行热交换，可选的，第一冷媒与第一汽化器32接触以实现热交换。

其中，所述第一冷媒为氯化钙溶液，该氯化钙溶液独立流动于第一回路管道42中，避免第一冷媒与其他冷媒的混用。

氯化钙溶液能够降低第一回路管道42的凝固点，有效地防止冷媒吸收冷能后结冰，避免冷媒冻伤第一回路管道42。另外，第一回路管道42由防腐蚀材质制成，能够防止氯化钙溶液的腐蚀。

驱动泵44设置于所述第一回路管道上42上，且处于第一闭合回路4a上。驱动泵44可选的为双泵驱动泵。

驱动泵44作为冷能回收系统4的动力部件，提供所述第一冷媒在所述第一闭合回路4a中循环流动的动力,第一冷媒在驱动泵44的带动下能够在第一闭合回路4a中循环流动，从而将第一汽化器32上释放的冷能输送至冷能释放装置41上。

冷能释放装置41用于释放第一汽化器32上释放的冷能，通过该冷能调节冷能释放装置41的温度，从而实现冷能的充分利用。具体的，冷能释放装置41可选的为起居室、冷藏室或渔舱，此处不做限定。

所述冷能释放装置41上对应设置有第一探温器45，该第一探温器45用于探测所述冷能释放装置41的温度，可选的，第一探温器45安装于冷能释放装置41的内壁上。第一探温器45可以为温度传感器。

所述冷能释放装置41的两侧连接有第二管道46，该第二管道46两端与所述第一回路管道42连通，因此，第二管道46避开冷能释放装置41而连通第一回路管道42上，使得流向第二管道46的第一冷媒无法经过冷能释放装置41。

第二管道46与第一回路管道42的连通处设有第一换向阀47，该第一换向阀47处于朝向所述冷能释放装置41的进口端的一侧，第一换向阀47上设有两第一通道，两所述第一通道分别连通所述第一回路管道42和所述第二管道46，即第一冷媒经第一换向阀47能够流向第一回路管道42或第二管道46。

另外，所述第一换向阀47与所述第一探温器45电连接，并根据所述第一探温器45控制所述冷能释放装置41、所述第二管道46的导通。

在第一探温器45所检测的温度正常时，第一换向阀47与所述第二管道46导通，使得第一冷媒经第一换向阀47流向第二管道46，此时，第一冷媒所携带的冷能并没有给冷能释放装置41利用。

在第一探温器45所检测的温度异常时，第一换向阀47与第一回路管道42导通，使得第一冷媒经第一换向阀47流向冷能释放装置41，此时，第一冷媒所携带的冷能输送至冷能释放装置41上，并被冷能释放装置41利用。

第一回路管道42上设有单向阀48，该单向阀48控制第一冷媒的流向，使得第一冷媒绕顺时针单向流动，方便第一冷媒经第一换向阀47而选择冷能释放装置41和所述第二管道46。

其中，由所述第二管道46、所述第一换向阀47和所述第一探温器45形成一组冷能释放装置41的控制组件，该组控制组件相对于冷能释放装置41对应设置，因此该组控制组件能够单独控制对应的一冷能释放装置41。在冷能释放装置41具有多个时，各控制组件之间互不影响。通过多个冷能释放装置41和对应的控制组件实现冷能的更好地利用，进一步地提高冷能的利用率。

汽化系统3中的第二汽化器33位于所述第一汽化器32和所述发动机2之间。第二汽化器33用于对经第一汽化器32汽化的LNG进一步地汽化，使得气态LNG汽化的更加充分，避免存在液态LNG，并且提高发动机2的使用寿命。

所述第二汽化器33上设有第二探温器6，该第二探温器6用于探测所述第二汽化器33的温度。可选的，第二探温器6安装于第二汽化器33的内壁上。第二探温器6可以为温度传感器。

第二汽化器33和所述发动机2之间连接有第二回路管道5，第二回路管道5连通第二汽化器33以及发动机2的进水口22和出水口23，且共同形成第二闭合回路5a，该第二闭合回路5a供收容于所述发动机2中的第二冷媒流动，使得所述第二冷媒与所述第二汽化器热33交换，此时，第二冷媒是用于冷却发动机2的冷却水，该冷却水吸收了发动机2所散发的热量。

由于第二冷媒在第二闭合回路5a中流动，而第一冷媒在第一闭合回路4a种流动，其中，第一闭合回路4a与第二闭合回路5a相互间隔，从而实现第一冷媒和第二冷媒的相互独立，避免混杂第一冷媒和第二冷媒。

吸收了发动机2所散发的热量的冷却水与第二汽化器33接触并进行热交换，使得经第二汽化器33汽化的汽化LNG回升温度，以维持正常状态。

所述第二回路管道5上设有第三管道7，该第三管道7的两端与所述第二回路管道5连通，且所述第三管道7的两端分别于所述第二汽化器33的两侧连接，因此，第三管道7避开第二汽化器33而连通第二回路管道5上，使得流向第三管道7的第二冷媒无法经过第二汽化器33。

所述第三管道7与所述第二回路管道5的连通处设有第二换向阀8，该第二换向阀8处于朝向所述第二汽化器33的进口端的一侧。所述第二换向阀8上设有两第二通道，两所述第二通道分别连通所述第二回路管道5和所述第三管道7，即第二冷媒经第二换向阀8能够流向第二回路管道5或第三管道7。

另外，所述第二换向阀8与所述第二探温器6电连接，并根据所述第二探温器6控制所述第二汽化器33、所述第三管道7的导通。

在第二探温器6所检测的温度正常时，第二换向阀8与所述第三管道7导通，使得第二冷媒经第二换向阀8流向第三管道7，此时，第二冷媒所携带的冷能并没有给第二汽化器33利用。

在第二探温器6所检测的温度异常时，第二换向阀8与第二回路管道5导通，使得第二冷媒经第二换向阀8流向第二汽化器33，此时，第二冷媒所携带的冷能输送至第二汽化器33上，使得第二汽化器33吸收冷却水上的热量，从而维持第二汽化器33内的气态LNG的正常温度。

参阅图4所示，船用LNG冷能回收系统100还包括增压系统9，该增压系统9作用于罐体1上。增压系统9包括第三回路管道91和第三汽化器92，第三回路管道91的两端连通所述罐体1的出液口11和第一进气口12，且第三回路管道91上设有第三汽化器92，以共同形成第三闭合回路9a。

所述第三汽化器92用于汽化由所述出液口11排出的所述液态LNG，而使由所述液态LNG汽化的气态LNG由所述第一进气口12进入所述罐体1内，以增压所述罐体1。通过液态LNG在第三汽化器92的作用下转化为大量的气态LNG，大量的气态LNG填充于罐体1内，使得罐体1的气压维持正常水平上。

由上述技术方案可知，本发明至少具有如下优点和积极效果：

在本发明实施例的船用LNG冷能回收系统100中，第一管道31的两端连通罐体1的出液口11和发动机2的第二进气口21，第一汽化器32安装于第一管道31上，用于汽化液态LNG，第一汽化器32对液态LNG进行汽化，并产生大量的冷能，而冷能回收系统4与第一汽化器32热交换，带走并利用由第一汽化器32释放的冷能，从而实现由第一汽化器32释放的冷能被冷能回收系统4充分利用，并且提高冷能的利用率。

第二汽化器33用于对经第一汽化器32汽化的LNG进一步地汽化，使得气态LNG汽化的更加充分，避免存在液态LNG，并且提高发动机2的使用寿命。

其中，第一冷媒在第一闭合回路4a种流动，其中，第一闭合回路4a与第二闭合回路5a相互间隔，从而实现第一冷媒和第二冷媒的相互独立，避免混杂第一冷媒和第二冷媒。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。