一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料利用系统的制作方法

本实用新型属于船舶技术领域，涉及一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料利用系统。

背景技术：

液化天然气(LNG)作为一种经济、绿色、环保、安全的能源，优势突出。通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体，即液化天然气(LNG)。进入21世纪以来，随着世界范围内石油资源的日渐枯竭，天然气正逐步取代石油成为世界范围内主要的能源型式。LNG作为一种新兴能源相对传统的燃油而言储量丰富且环境优势明显，相对太阳能和燃料电池等其他新兴能源而言，LNG在经济性方面的优势非常显著。

LNG燃料动力船舶是以LNG为燃料的船舶的总称。所有LNG燃料动力船舶中均安装有LNG主机或者是双燃料主机，液化天然气(LNG)在提供给LNG主机使用时需要进行气化成为气态的天然气，在气化过程中需要吸收大量的热量。

LNG燃料动力船舶在使用LNG作为燃料时，如何利用LNG气化过程中需要吸收大量热量的特性，成为一个需要解决的一个实际课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料利用系统，本LNG燃料动力船舶的LNG燃料利用系统要解决的技术问题是：如何提高LNG气化成为气态的天然气过程中LNG冷能的利用率。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料利用系统，所述LNG燃料动力船舶包括船体和LNG主机，所述LNG主机设置在船体内部并且LNG主机的排气口连接有排气管，所述船体中还具有冷却水舱，其特征在于，所述LNG燃料利用系统包括LNG存储罐、换热管一、换热管二、风机、冷却风管和机舱风管，所述LNG存储罐的出口通过输送管一和换热管一的进口连通，所述换热管一的出口通过输送管二和换热管二的进口连通，所述换热管二的出口通过输送管三和LNG主机的进气口连通，所述换热管一设置在冷却水舱中，所述换热管二螺旋式围绕在排气管的外壁上，所述风机设置在船体的露天甲板上，所述风机的出风口通过连接风管和冷却风管的进风口连通，所述冷却风管的出风口和机舱风管连通，所述机舱风管上设置有若干个出风口，所述冷却风管设置在冷却水舱中。

上述的一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料利用系统中，所述冷却风管的进风口和出风口均位于冷却水舱外，所述冷却风管在冷却水舱呈Z字形设置。

上述的一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料利用系统中，所述冷却风管的外壁上设置有若干散热片。

上述的一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料利用系统中，所述LNG燃料动力船舶上还设置有蔬菜储存舱，所述LNG燃料利用系统还包括进水管、换热管三、出水管和输送泵，所述换热管三设置在蔬菜储存舱中，所述进水管的进口和冷却水舱连通，进水管的出口和换热管三的进口连通，所述换热管三的出口和出水管的进口连通，所述出水管的出口和冷却水舱连通，所述出水管上设置有输送泵。

上述的一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料利用系统中，所述LNG燃料利用系统还包括板式换热器，所述换热管二的出口通过输送管三和板式换热器的进口连通，所述板式换热器的出口通过输送管四和LNG主机的进气口连通。

上述的一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料利用系统中，所述输送管一上设置有截止阀。

与现有技术相比，本实用新型具有一下优点：

1、LNG通过换热管一和冷却水舱中的冷却水进行热交换，LNG吸收冷却水的热量气化，冷却水温度降低，冷却水舱中的冷却水可以冷却冷却风管中的空气，使得从风机进入的热空气在通过冷却风管后变成冷空气，该冷空气被机舱风管输送到机舱中，可以降低机舱的温度，可以保障机舱设备的正常工作，也可以给船员提供一个舒适的工作环境。

2、冷却水舱中的冷却水通过进水管输送到位于蔬菜储存舱中的换热管三中，换热管三吸收蔬菜储存舱中的热量，使得蔬菜储存舱中的温度降低，从而起到给蔬菜保鲜的作用，在换热管三中进行过热交换的冷却水被输送泵再次输送到冷却水舱中，然后再次重复循环。

3、换热管二可以吸收排气管表面的温度，这样不但可以使得换热管二中的天然气进一步气化，还可以减少排气管散发到机舱中的热量，有利于降低机舱的温度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是冷却风管的结构剖视图。

图3是图2中A-A处的剖面图。

图中：1、船体；2、风机；3、连接风管；4、冷却风管；5、机舱风管；5a、出风口；6、冷却水舱；7、LNG存储罐；8、输送管一；8a、截止阀；9、换热管一；10、输送管二；11、换热管二；12、输送管三；13、输送管四；14、板式换热器；15、LNG主机；15a、进气口；16、排气管；17、进水管；18、出水管；19、输送泵；20、换热管三。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至3所示，一种LNG燃料动力船舶的LNG燃料利用系统，所述LNG燃料动力船舶包括船体1和LNG主机15，所述LNG主机15设置在船体1内部并且LNG主机15的排气口连接有排气管16，所述船体1中还具有冷却水舱6，所述LNG燃料利用系统包括LNG存储罐7、换热管一9、换热管二11、风机2、冷却风管4和机舱风管5，所述LNG存储罐7的出口通过输送管一8和换热管一9的进口连通，所述换热管一9的出口通过输送管二10和换热管二11的进口连通，所述换热管二11的出口通过输送管三12和LNG主机15的进气口15a连通，所述换热管一9设置在冷却水舱6中，所述换热管二11螺旋式围绕在排气管16的外壁上，所述风机2设置在船体1的露天甲板上，所述风机2的出风口通过连接风管3和冷却风管4的进风口连通，所述冷却风管4的出风口和机舱风管5连通，所述机舱风管5上设置有若干个出风口5a，所述冷却风管4设置在冷却水舱6中。

所述输送管一8上包裹有隔热绝缘，所述隔热绝缘是100mm厚的岩棉，岩棉起到隔热作用，减少输送管中的天然气和外界的热交换，减少LNG冷量的损失，所述岩棉外包裹有铝箔布，所述铝箔布不仅起到隔热作用，还起到减少输送管一中的天然气和外界热交换的作用，而且比较美观。

机舱风管一5的外壁上均包裹有100mm厚的岩棉，所述岩棉外包裹有铝箔布，岩棉起到隔热作用，减少机舱风管一5中的冷空气和外界的热交换，把冷空气输送到预定的地点，所述岩棉外包裹有铝箔布，所述铝箔布不仅起到隔热作用，还起到减少机舱风管一5中的冷空气和外界热交换的作用，而且比较美观。

本实用新型的工作原理是这样的：LNG存储罐7中的液化天然气，通过输送管一8进入到设置在冷却水舱6中的换热管一9中进行第一次换热，换热管一9中的LNG吸热气化为低温天然气，冷却水释放热量后温度降低变成低温冷却水，换热管一9中的低温天然气通过输送管二10进入到换热管二11中进行二次换热，低温天然气吸收排气管16表面的热量进一步膨胀，使得排气管16散发到机舱中的热量减少，从而降低机舱的温度，换热管二11中的天然气被输送到LNG主机15中燃烧给船舶提供动力；

风机一2把船体1外部的热空气通过连接风管3输送到冷却风管4中，因为冷却风管4位于冷却水舱6中，所以冷却风管4中的热空气可以通过冷却风管4和低温冷却水进行热交换，热空气中的热量被低温冷却水吸收，变成低温空气，该低温空气被机舱风管5输送到机舱中，低温空气在机舱中吸收热量后被船舶上的排风系统排出机舱，机舱温度降低，并且以此循环，来达到降低船舶机舱温度的目的；

另外冷却水舱6中的低温冷却水也可以输送到厨房用于水产品的水冷保鲜，从而充分利用LNG气化过程中的冷能，提高LNG冷能的利用率。

具体来说，所述冷却风管4的进风口和出风口均位于冷却水舱6外，所述冷却风管4在冷却水舱6呈Z字形设置，这样设计的目的是增加热空气在冷却风管4中的流动距离，使得热空气可以利用冷却风管4和冷却水舱6外的低温冷却水进行换热，使热空气变成低温空气。

具体来说，连接风管3和冷却风管4之间以及冷却风管4和机舱风管5之间均通过法兰和螺栓连接，冷却风管4的进风口和出风口均位于冷却水舱6外可以方便冷却风管4和连接风管3、机舱风管5的连接操作及检修。

具体来说，所述冷却风管4的外壁上设置有若干散热片4a。散热片4a的作用是增加冷却风管4和低温冷却水的接触面积，提高热交换的速度和效率。

具体来说，所述冷却风管4的横截面呈现矩形或者圆形。

具体来说，散热片4a呈现环形，厚度为2mm，所述冷却风管4和散热片4a的材质均为不锈钢，材质为316L。

具体来说，所述LNG燃料动力船舶上还设置有蔬菜储存舱21，所述LNG燃料利用系统还包括进水管17、换热管三20、出水管18和输送泵19，所述换热管三20设置在蔬菜储存舱21中，所述进水管17的进口和冷却水舱6连通，进水管17的出口和换热管三20的进口连通，所述换热管三20的出口和出水管18的进口连通，所述出水管18的出口和冷却水舱6连通，所述出水管18上设置有输送泵19。

进水管17、换热管三20、输送泵19、出水管18和冷却水舱6形成一个循环，低温冷却水在通过设置在蔬菜储存舱21中的换热管三20时和蔬菜储存舱21进行热交换，从而降低蔬菜储存舱21内的温度，起到给蔬菜保鲜的作用，通过以低温冷却水为介质给蔬菜储存舱21中储存的蔬菜进行保鲜，充分利用LNG气化过程中的冷能，提高LNG冷能的利用率。

具体来说，所述LNG燃料利用系统还包括板式换热器14，所述换热管二11的出口通过输送管三12和板式换热器14的进口连通，所述板式换热器14的出口通过输送管四13和LNG主机15的进气口15a连通。板式换热器14可以把天然气进一步气化，提高天然气的气化品质，有利于提升天然气的燃烧率。

具体来说，所述输送管一8上设置有截止阀8a。截止阀8a的作用是可以控制输送管一8是通或者是闭。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、船体；2、风机；3、连接风管；4、冷却风管；5、机舱风管；5a、出风口；6、冷却水舱；7、LNG存储罐；8、输送管一；8a、截止阀；9、换热管一；10、输送管二等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。