本實(shí)用新型涉及LNG的輸送技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LNG輸送系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

液化天然氣(Liquefied Natural Gas，LNG)一般是將常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至-162℃凝結(jié)成為液體。其主要成分是甲烷，無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且無(wú)腐蝕性，體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600，LNG的重量?jī)H為同體積水的45％左右。與氣態(tài)天然氣相比，LNG可以大大節(jié)約儲(chǔ)運(yùn)空間，而且具有熱值大、性能高等特點(diǎn)。LNG一般儲(chǔ)存于保冷常壓儲(chǔ)罐中，受儲(chǔ)罐技術(shù)和保冷材料限制，外界環(huán)境熱量會(huì)緩慢傳導(dǎo)給儲(chǔ)罐內(nèi)LNG，LNG吸收外界熱量會(huì)氣化產(chǎn)生蒸汽(Boil Off Gas，BOG)，BOG的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高，使儲(chǔ)罐處于危險(xiǎn)狀態(tài)。為了消除過(guò)量BOG，以附圖1的第二儲(chǔ)罐2′為例，第二儲(chǔ)罐2′的頂部與BOG低溫壓縮機(jī)8′的輸入口連通，將第二儲(chǔ)罐2′內(nèi)的BOG壓縮后送入BOG再冷凝器9′，同時(shí)，位于第二儲(chǔ)罐2′底部的LNG低壓泵7′也將LNG輸出到BOG再冷凝器9′中，與被加壓后的BOG按照一定的比例混合，利用外輸出的過(guò)冷LNG的冷量，使BOG冷凝，從BOG再冷凝器9′出來(lái)的冷凝液與LNG混合外輸至增壓泵，進(jìn)入后續(xù)工藝處理。如果第二儲(chǔ)罐2′內(nèi)的BOG壓力繼續(xù)上升到達(dá)警戒線時(shí)，大量的BOG會(huì)進(jìn)入安全排放系統(tǒng)，通過(guò)火炬系統(tǒng)10′燃燒，造成大量能源浪費(fèi)且污染環(huán)境。

對(duì)于跨洋運(yùn)輸天然氣而言，船運(yùn)LNG是最經(jīng)濟(jì)的方案。一般通過(guò)LNG運(yùn)輸船中的儲(chǔ)罐將LNG從天然氣液化站運(yùn)輸?shù)絃NG地面接收站，再輸送到LNG地面接收站的儲(chǔ)罐中。如圖1所示，現(xiàn)有的將LNG從LNG運(yùn)輸船的輸送到LNG地面 接收站的LNG輸送系統(tǒng)一般包括位于LNG運(yùn)輸船6′內(nèi)的第一儲(chǔ)罐1′和位于LNG地面接收站內(nèi)的第二儲(chǔ)罐2′，第一儲(chǔ)罐1′和第二儲(chǔ)罐2′之間連通有用于輸送LNG的LNG輸送管3′和用于輸送氣態(tài)天然氣的氣相管5′，在LNG輸送管3′的一端連接有潛液泵4′，潛液泵4′對(duì)第一儲(chǔ)罐1′內(nèi)的LNG施加壓力，以克服LNG輸送管3′內(nèi)的摩擦阻力及勢(shì)差等進(jìn)入到第二儲(chǔ)罐2′中。由于國(guó)際上各個(gè)LNG地面接收站的標(biāo)準(zhǔn)不一致，為了使得LNG能順利從第一儲(chǔ)罐1′輸送到第二儲(chǔ)罐2′中，一般潛液泵4′的揚(yáng)程都會(huì)有一定的余量，以滿足各個(gè)LNG地面接收站的需要，因此，進(jìn)入到第二儲(chǔ)罐2′中LNG的壓力一般比較大。為了使得進(jìn)入到第二儲(chǔ)罐2′中LNG的壓力與第二儲(chǔ)罐2′的設(shè)定值相匹配，一般是通過(guò)閥門節(jié)流消耗LNG多余的壓力能，但是被消耗的壓力能轉(zhuǎn)換成了內(nèi)能進(jìn)入到LNG中，導(dǎo)致第二儲(chǔ)罐2′中的BOG大幅增加。與正常存儲(chǔ)時(shí)相比，LNG從第一儲(chǔ)罐1′輸送到第二儲(chǔ)罐2′的過(guò)程中產(chǎn)生的BOG的量高達(dá)數(shù)倍，LNG低壓泵7′外輸出的LNG量無(wú)法滿足LNG和BOG的混合比例要求，無(wú)法冷凝過(guò)量的BOG，剩余的BOG還需要通過(guò)安裝高壓BOG壓縮機(jī)，加壓BOG進(jìn)入外輸管網(wǎng)來(lái)處理，以滿足正常操作工況零排放的要求。而B(niǎo)OG低溫壓縮機(jī)目前受制于國(guó)外技術(shù)壁壘，造價(jià)昂貴。為了滿足數(shù)小時(shí)的LNG裝卸過(guò)程所產(chǎn)生的BOG的處理，需要另外投入耗資巨大的BOG低溫壓縮機(jī)，急劇增大了運(yùn)營(yíng)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提出一種LNG輸送系統(tǒng)，減少了LNG輸送管中的LNG的富余的壓力能，減少了第二儲(chǔ)罐中BOG的產(chǎn)生和BOG低溫壓縮機(jī)設(shè)備的投入，節(jié)約了大量的成本。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種LNG輸送系統(tǒng)，包括第一儲(chǔ)罐、第二儲(chǔ)罐及連通所述第一儲(chǔ)罐和第二儲(chǔ)罐的LNG輸送管，所述第一儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè)置有連接于所述LNG輸送管的潛液泵，以將LNG從所述第一儲(chǔ)罐通過(guò)所述LNG輸送管輸送到第二儲(chǔ)罐，所述LNG輸送管串聯(lián)有用于將所述LNG的富余壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的液力輪機(jī)，以減少所述第二儲(chǔ)罐中BOG的產(chǎn)生。

其中，所述液力輪機(jī)包括外殼、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)所述發(fā)電機(jī)發(fā)電的葉輪，所述發(fā)電機(jī)和所述葉輪均位于所述外殼內(nèi)，所述液力輪機(jī)通過(guò)設(shè)置于所述外殼上的進(jìn)液口和出液口串聯(lián)在所述LNG輸送管中，所述外殼內(nèi)設(shè)置有用于連通所述進(jìn)液口和所述出液口的流通通道，所述葉輪位于所述流通通道內(nèi)，以使得流經(jīng)所述流通通道的所述LNG推動(dòng)所述葉輪旋轉(zhuǎn)。

其中，所述外殼內(nèi)固定有多個(gè)環(huán)繞所述葉輪外周設(shè)置的導(dǎo)片，所述LNG沿多個(gè)所述導(dǎo)片表面的流出方向與所述葉輪外周的切向方向的夾角為0°-30°，所述進(jìn)液口與所述導(dǎo)片的外圍連通，所述出液口與所述葉輪的中部連通。

其中，所述出液口與所述導(dǎo)片的外圍之間通過(guò)位于所述外殼內(nèi)的內(nèi)筒隔斷。

其中，多個(gè)所述導(dǎo)片呈環(huán)形均布于所述葉輪的外周。

其中，所述外殼呈柱狀，所述進(jìn)液口和所述出液口分別設(shè)置在所述外殼的相對(duì)的兩端，所述葉輪和所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，所述轉(zhuǎn)軸的軸向與所述LNG的流動(dòng)方向平行。

其中，所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子均浸沒(méi)于所述LNG中，所述定子的繞組的輸出端連接有一端穿出所述外殼的輸出導(dǎo)線。

其中，所述外殼與所述定子之間設(shè)置有保護(hù)管，所述輸出導(dǎo)線從所述保護(hù)管中穿出。

其中，所述發(fā)電機(jī)為鼠籠式異步發(fā)電機(jī)。

其中，所述第一儲(chǔ)罐和所述第二儲(chǔ)罐分別位于LNG運(yùn)輸船、LNG浮式儲(chǔ)存再氣化裝置和LNG地面接收站三者中的兩者之中。

有益效果：本實(shí)用新型提出一種LNG輸送系統(tǒng)，包括第一儲(chǔ)罐、第二儲(chǔ)罐及連通第一儲(chǔ)罐和第二儲(chǔ)罐的LNG輸送管，第一儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè)置有連接于LNG輸送管的潛液泵，以將LNG從第一儲(chǔ)罐通過(guò)LNG輸送管輸送到第二儲(chǔ)罐，LNG輸送管串聯(lián)有用于將LNG的富余壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的液力輪機(jī)，以減少第二儲(chǔ)罐中BOG的產(chǎn)生。液力輪機(jī)將LNG的富余的壓力能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，減少了LNG輸送管中的壓力能，且LNG增加的熱能少，減少了第二儲(chǔ)罐中BOG的產(chǎn)生和BOG低溫壓縮機(jī)設(shè)備的投入，節(jié)約了大量的成本，還避免BOG再冷凝器無(wú)法冷凝過(guò)多的BOG，避免多余的BOG通過(guò)火炬系統(tǒng)燃燒，環(huán)保節(jié)約。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的LNG輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例1提供的LNG輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例1提供的液力輪機(jī)的剖視圖。

圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例1提供的葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

1-第一儲(chǔ)罐，2-第二儲(chǔ)罐，3-LNG輸送管，4-潛液泵，5-液力輪機(jī)，51-外殼，511-進(jìn)液口，512-出液口，513-流通通道，52-發(fā)電機(jī)，521-轉(zhuǎn)子，522-定子，523-輸出導(dǎo)線，53-葉輪，54-導(dǎo)片，55-內(nèi)筒，56-轉(zhuǎn)軸，57-保護(hù)管，6-LNG運(yùn)輸船，1′-第一儲(chǔ)罐，2′-第二儲(chǔ)罐，3′-LNG輸送管，4′-潛液泵，5′-氣相管，6′-LNG運(yùn)輸船，7′-LNG低壓泵，8′-BOG低溫壓縮機(jī)，9′-BOG再冷凝器，10′-火炬系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

如圖2所示，本實(shí)施例提供了一種LNG輸送系統(tǒng)，包括第一儲(chǔ)罐1、第二儲(chǔ)罐2及連通第一儲(chǔ)罐1和第二儲(chǔ)罐2的LNG輸送管3，第一儲(chǔ)罐1內(nèi)設(shè)置有連接于LNG輸送管3的潛液泵4，以將LNG從第一儲(chǔ)罐1通過(guò)LNG輸送管3輸送到第二儲(chǔ)罐2，LNG輸送管3串聯(lián)有用于將LNG的富余壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的液力輪機(jī)5，以減少第二儲(chǔ)罐2中BOG的產(chǎn)生。液力輪機(jī)將LNG的富余的壓力能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，減少了LNG輸送管中的壓力能，且并非通過(guò)節(jié)流的方式轉(zhuǎn)化成LNG的熱能，LNG增加的熱能少，減少了第二儲(chǔ)罐中BOG的產(chǎn)生和BOG低溫壓縮機(jī)設(shè)備的投入，節(jié)約了大量的成本，且減少的BOG的產(chǎn)生，還避免BOG再冷凝器無(wú)法冷凝過(guò)多的BOG，避免多余的BOG通過(guò)火炬系統(tǒng)燃燒，環(huán)保節(jié)約。

具體而言，如圖3所示，液力輪機(jī)5包括外殼51、發(fā)電機(jī)52和驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)52發(fā)電的葉輪53，發(fā)電機(jī)52和葉輪53均位于外殼51內(nèi)，液力輪機(jī)5通過(guò)設(shè)置于外殼51上的進(jìn)液口511和出液口512串聯(lián)在LNG輸送管3中，外殼51內(nèi)設(shè)置有用于連通進(jìn)液口511和出液口512的流通通道513，葉輪53位于流通通道513內(nèi)，以使得流經(jīng)流通通道513的LNG推動(dòng)葉輪53旋轉(zhuǎn)，將LNG的壓力能轉(zhuǎn)換為葉輪53旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，再進(jìn)一步通過(guò)葉輪53驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)52發(fā)電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行回收，產(chǎn)生額外的能量利用。

外殼51內(nèi)固定有多個(gè)環(huán)繞葉輪53外周設(shè)置的導(dǎo)片54，LNG沿多個(gè)導(dǎo)片54 表面的流出方向與葉輪53外周的切向方向的夾角為0°-30°，進(jìn)液口511與導(dǎo)片54的外圍連通，出液口512與葉輪53的中部呈一定的夾角進(jìn)入葉輪53的葉片上，夾角以0°-30°為宜，以使得LNG能大致從葉輪53的切線方向推動(dòng)葉輪53旋轉(zhuǎn)，效率比較高。多個(gè)導(dǎo)片54呈環(huán)形均布于葉輪53的外周，以使得葉輪53在各個(gè)方向受力均勻，旋轉(zhuǎn)平衡。為了LNG輸送管3中的LNG均從葉輪53中經(jīng)過(guò)，推動(dòng)葉輪53旋轉(zhuǎn)，出液口512與導(dǎo)片54的外圍之間通過(guò)位于外殼51內(nèi)的內(nèi)筒55隔斷。

本實(shí)施的外殼51設(shè)置為呈柱狀，進(jìn)液口511和出液口512分別設(shè)置在外殼51的相對(duì)的兩端，葉輪53和發(fā)電機(jī)52的轉(zhuǎn)子521通過(guò)轉(zhuǎn)軸56連接，轉(zhuǎn)軸56的軸向與LNG的流動(dòng)方向平行，發(fā)電機(jī)52和葉輪53均沿著LNG的流動(dòng)方向布置，流通通道513串聯(lián)在LNG輸送管3中，結(jié)構(gòu)小巧，且LNG在傳輸過(guò)程中受到的阻力比較小，利于LNG的傳輸，減少了LNG熱能的增加，提高其轉(zhuǎn)化效率。外殼51可以設(shè)置為圓柱形，相應(yīng)的內(nèi)筒55、流通通道513等均可以設(shè)置為圓柱形，使得葉輪53等部件在各個(gè)方向受力更均勻，且減少LNG在傳輸過(guò)程中的撞擊。

本實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)52的轉(zhuǎn)子521和定子522均浸沒(méi)于LNG中，可以直接利用LNG散熱，不需要其他的冷卻系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定子522的繞組的輸出端連接有一端穿出外殼51的輸出導(dǎo)線523，以輸出電能供外界利用。在外殼51與定子522之間設(shè)置有保護(hù)管57，輸出導(dǎo)線523從保護(hù)管57中穿出，利用保護(hù)管57保護(hù)輸出導(dǎo)線523，避免被LNG影響。發(fā)電機(jī)52可以為鼠籠式異步發(fā)電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于直接浸沒(méi)在LNG中，影響比較小。

本實(shí)施例通過(guò)葉輪53驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)52發(fā)電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換電能，減少了LNG輸送管中的壓力能。也可以將葉輪53通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接飛輪等裝置，帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn) 產(chǎn)生的機(jī)械能再轉(zhuǎn)換成其他的能量形式進(jìn)行回收，可以將飛輪設(shè)置于外殼51外，通過(guò)飛輪將LNG中壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能后再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成其他能量。

本實(shí)施例的第一儲(chǔ)罐1位于LNG運(yùn)輸船6內(nèi)，第二儲(chǔ)罐2位于LNG地面接收站中，以減少LNG從LNG運(yùn)輸船6到LNG地面接收站的裝卸過(guò)程中的BOG的產(chǎn)生。實(shí)際上，第一儲(chǔ)罐1和第二儲(chǔ)罐2可以分別位于LNG運(yùn)輸船6、LNG浮式儲(chǔ)存再氣化裝置和LNG地面接收站三者中的兩者之中，只要是在LNG的裝卸過(guò)程中，需要消除大量BOG的產(chǎn)生，均可以通過(guò)此種LNG輸送系統(tǒng)，獲得比較好的效果。

本實(shí)施例的LNG輸送系統(tǒng)可以回收約有20％～50％潛液泵4的壓力能，避免其轉(zhuǎn)化為熱能傳輸給LNG而產(chǎn)生大量BOG。在實(shí)驗(yàn)中，大型LNG運(yùn)輸船6用于運(yùn)輸和裝卸LNG，其儲(chǔ)存能力一般為170000m³，儲(chǔ)存壓力15kPag，溫度-162℃，第一儲(chǔ)罐1內(nèi)置潛液泵4，單臺(tái)輸送能力1800m³/h，揚(yáng)程155mLNG，功率575kW。LNG地面接收站用于儲(chǔ)存和氣化LNG，第二儲(chǔ)罐2為全容罐，單罐儲(chǔ)存能力一般為160000m³，儲(chǔ)存壓力15kPag，溫度-162℃。LNG的卸載時(shí)間要求在20小時(shí)內(nèi)完成，一般卸載率為10000m³/h。啟動(dòng)6臺(tái)潛液泵，總功率為3450kW。

LNG輸送管3安裝液力輪機(jī)5后，可回收約為690kW～1725kW能量，減少BOG的產(chǎn)生量約為4.8t/h～12.1t/h,顯著降低BOG低溫壓縮機(jī)能力，合理減少BOG低溫壓縮機(jī)數(shù)量。

以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。