LNG加气系统的制作方法

本实用新型涉及燃料供给技术领域，具体而言，涉及一种LNG加气系统。

背景技术：

相关技术中，LNG（英文为liquefied natural gas,液化天然气）加注站在卸车以及加注过程中都需要采用潜液泵，以维持LNG储罐的气压稳定。然而，潜液泵的购置成本高、耗电量大，且在加注或者卸车前，潜液泵需要预冷，加注效率低。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种加注效率高且结构简单、成本低的LNG加气系统。

根据本实用新型实施例的LNG加气系统包括：LNG储罐、压缩机、加气机以及控制部件，所述LNG储罐具有气体进出口和液体进出口，所述压缩机具有进气口和出气口，所述LNG储罐的气体进出口可选择地与所述进气口和所述出气口中的一个连接，所述加气机具有内接气口、外接气口、进液口和外接液口，所述内接气口可选择地与所述进气口和所述出气口中的另一个连接，所述液体进出口可选择地与所述进液口和所述外接设备中的一个连接，所述外接气口、所述外接液口被构造成可选择地与外接设备连接，所述控制部件包括控制器以及与所述控制器电连接的控制阀组，所述控制阀组用于控制上述可选择地连接的各个接口的接通与断开。

根据本实用新型实施例的LNG加气系统，通过压缩机替代传统的潜液泵，并通过压缩机使LNG储罐与外接设备之间具有压差力，以在压差力的作用下驱动LNG流动，以实现向LNG储罐内加注LNG或者由LNG储罐向外接设备加注LNG，不仅无需安装潜液泵，降低了构造LNG加气系统的构造成本，使LNG加气系统的结构更加简单，而且通过控制器控制与各个接口连通的控制阀组的通断，可以减少BOG排出、并提高加注效率。

根据本实用新型的一些实施例，所述LNG储罐包括底部回气口，所述压缩机的出气口可选择地与所述底部回气口、所述加气机的进气口、所述气体进出口中的任一个连接，所述压缩机的进气口可选择地与所述气体进出口、所述内接气口中的任一个连接。

可选地，所述控制部件被构造成：在第一种使用工况下，控制所述压缩机的出气口与所述气体进出口连接，所述压缩机的进气口与所述加气机的内接气口连接，所述液体进出口与所述进液口连接，外接气口、所述外接液口可与外接设备连接。

可选地，所述控制部件被构造成：在第二种使用工况下，控制所述压缩机的进气口与所述气体进出口连接，压缩机的出气口与所述加气机的内接气口连接，所述液体进出口可与外接设备连接。

可选地，所述控制部件被构造成：在第三种使用工况下，控制所述气体进出口与所述压缩机的进气口连接，所述压缩机的出气口与所述底部回气口连接。

在一些实施例中，所述控制阀组包括第一控制阀，所述第一控制阀为三通阀，所述第一控制阀的三个接口分别与所述压缩机的进气口、所述LNG储罐的气体进出口、加气机的内接气口连接。

进一步地，所述控制阀组包括第二控制阀，所述第二控制阀为四通阀，所述第二控制阀的四个接口分别与所述压缩机的出气口、所述LNG储罐的气体进出口、所述加气机的内接气口、所述LNG储罐的底部回气口连接。

进一步地，所述控制阀组包括：第三控制阀以及第四控制阀，所述第三控制阀为三通阀，所述第三控制阀的其中两个接口分别与所述加气机的进液口、所述LNG储罐的液体进出口连接，另一个接口可与外接设备连接，所述第四控制阀用于控制所述加气机的外接液口与外接设备的通断。

根据本实用新型的一些实施例，所述外接设备为槽车、气瓶中的任一种。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的LNG加气系统以及气瓶的示意图；

图2是根据本使用新型实施例的LNG加气系统以及槽车的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的LNG加气系统的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的单元或具有相同或类似功能的单元。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1至图3描述根据本实用新型实施例的LNG加气系统100。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的LNG加气系统100包括：LNG储罐1、压缩机2、加气机3以及控制部件4。

其中，LNG储罐1具有气体进出口11和液体进出口12，压缩机2具有进气口21和出气口22，LNG储罐1的气体进出口11可选择地与进气口21和出气口22中的一个连接，加气机3具有内接气口31、外接气口32、进液口33和外接液口34，内接气口31可选择地与进气口21和出气口22中的另一个连接，液体进出口12可选择地与进液口33和外接设备中的一个连接，外接气口32、外接液口34被构造成可选择地与外接设备连接，控制部件4包括控制器以及与控制器电连接的控制阀组，控制阀组用于控制上述可选择地连接的各个接口的接通与断开。

根据本实用新型实施例的LNG加气系统100，通过压缩机2替代传统的潜液泵，并通过压缩机2使LNG储罐1与外接设备之间具有压差以在压差力的作用驱动LNG流动，从而实现向LNG储罐1内加注LNG或者由LNG储罐1向外接设备加注LNG，不仅无需安装潜液泵，降低了构造LNG加气系统100的构造成本，使LNG加气系统100的结构更加简单，而且通过控制器控制与各个接口连通的控制阀组的通断，可以减少BOG排出、并提高加注效率。

需要说明的是， LNG储罐1内的LNG的日蒸发率(约为0.3%以下)，进而在LNG储罐1内的LNG会有一部分蒸发，这部分蒸发气体（温度较低）简称BOG，会使LNG储罐1的气相空间的压力升高。

如图3所示，LNG储罐1包括底部回气口13，压缩机2的出气口22可选择地与底部回气口13、加气机3的进气口21、气体进出口11中的任一个连接，压缩机2的进气口21可选择地与气体进出口11、内接气口31中的任一个连接。

换言之，压缩机2的出气口22可以与底部回气口13连接，并将BOG由LNG储罐1的顶部抽出，再由底部回气口13注入到LNG储罐1的底部，使BOG再次受冷液化为LNG；压缩机2的出气口22还可以与加气机3的进气口21连接，以在由外接设备向LNG储罐1中加注LNG时，使LNG储罐1中的BOG可以通过压缩机2运动到外界设备中；压缩机2的出气口22还可以与气体进出口11连接，以在由LNG储罐1向外界设备加注LNG时，使外界设备中的BOG经由压缩机2流入LNG储罐1。

由此，可以在LNG加气系统100的不同工况下，通过控制部件4使压缩机2与不同的接口连通，不仅可以减少BOG的排出，以节约能源，而且可以降低LNG储罐1的压力，以使LNG储罐1内可以加注更多的LNG，并在由LNG储罐1向外接设备加注LNG时，将外接设备内的大部分BOG吸收，以使外接设备的压力下降，进而可以容纳更多的LNG。

如图1所示，控制部件4被构造成：在第一种使用工况下，控制压缩机2的出气口22与气体进出口11连接，压缩机2的进气口21与加气机3的内接气口31连接，液体进出口12与进液口33连接，外接气口32、外接液口34可与外接设备连接。

具体而言，LNG加气系统100在第一种工况下：LNG储罐1的液体进出口12与加气机3的进液口33连通，以形成由LNG储罐1向外接设备加注LNG的出液管路，并通过加气机3的外接液口34与外接设备连接；加气机3的外接气口32与外接设备连接，加气机3的内接气口31与压缩机2的进气口21连接，压缩机2的出气口22与LNG储罐1的气体进出口11连接，以形成由外接设备向LNG储罐1转移BOG的回气管路。

由此，通过出液管路以实现由LNG储罐1向外接设备的加注，并通过回气管路将外接设备中的BOG抽到LNG储罐1中，以提高外接设备的LNG储存量，并减少LNG加气系统100的出液过程中的BOG的排放。

如图2所示，控制部件4被构造成：在第二种使用工况下，控制压缩机2的进气口21与气体进出口11连接，压缩机2的出气口22与加气机3的内接气口31连接，液体进出口12可与外接设备连接。

具体地，LNG加气系统100在第二种使用工况下：外接设备直接与液体进出口12连接，以形成为向LNG储罐1中加注LNG的加注管路；LNG储罐1的气体进出口11与压缩机2的进气口21连接，压缩机2的进气口21与加气机3的内接气口31连接，并通过加气机3的外接气口32与外接设备连接，以形成为排气管路。

由此，通过加注管路以实现由外接设备向LNG储罐1的LNG加注，并通过排气管路将LNG储罐1中的BOG排出到外接设备中，以提高LNG储罐1的LNG储存量，并减少LNG加气系统100的加注过程中的BOG排放。

需要说明的是，加气机3可以计量由进液口33流向外接液口34或者由外接液口34流向进液口33的LNG的流量，还可以计量由外接气口32流向内接气口31或者由内接气口31流向外接气口32的天然气的流量，以在LNG加气系统100的出液过程或者加注过程中，对液态的LNG以及气态的天然气的流量进行准确测量，以提高LNG加气系统100的计量准确性。

如图3所示，控制部件4被构造成：在第三种使用工况下，控制气体进出口11与压缩机2的进气口21连接，压缩机2的出气口22与底部回气口13连接。由此，形成由LNG储罐1的顶部流出LNG储罐1，并由LNG储罐1的底部流回LNG储罐1的循环管路，通过设置循环管路，将LNG储罐1中的BOG抽出，并通过LNG储罐1下端的温度较低的LNG,使被压缩机2抽出的BOG再次形成为LNG，从而降低LNG储罐1的压力，并减少了LNG加气系统100在空闲状态下的BOG排出。

在一些实施例中，控制阀组包括第一控制阀，第一控制阀为三通阀，第一控制阀的三个接口分别与压缩机2的进气口21、LNG储罐1的气体进出口11、加气机3的内接气口31连接。由此，可以通过控制部件4控制第一控制阀的通断，进而在第一控制阀开启时，使LNG加气系统100处在第一使用工况下，以在出液过程中使LNG储罐1与外接设备之间具有压力差。

进一步地，控制阀组包括第二控制阀，第二控制阀为四通阀，第二控制阀的四个接口分别与压缩机2的出气口22、LNG储罐1的气体进出口11、加气机3的内接气口31、LNG储罐1的底部回气口13连接。这样，可以通过控制部件4控制第二控制阀的通断，从而在第二控制阀开启时，使LNG加气系统100处在第二使用工况，以使第二使用工况下，外接设备的压力大于LNG储罐1的压力。

进一步地，控制阀组包括：第三控制阀以及第四控制阀，第三控制阀为三通阀，第三控制阀的其中两个接口分别与加气机3的进液口33、LNG储罐1的液体进出口12连接，另一个接口可与外接设备连接，第四控制阀用于控制加气机3的外接液口34与外接设备的通断。由此，可以通过控制组件控制第三控制阀或者控制第四控制阀的通断，进而在第三控制阀开启时，使LNG加气系统100处在第一使用工况；在第四控制阀开启时，使LNG加气系统100处在第二使用工况。

综上，通过设置第一控制阀以及第三控制阀，使LNG加气设备在第一使用工况下工作更加稳定，并且使LNG加气系统100由空闲状态向第一使用工况的切换更加简单、方便；通过设置第二控制阀以及第四控制阀，使LNG加气设备在第二使用工况下工作稳定性更高，并且使LNG加气系统100多中使用工况下的切换更加简单、方便。

根据本实用新型的一些实施例，外接设备为槽车200、气瓶300中的任一种。

具体而言，外接设备可以是槽车200，此时LNG加气系统100处在第二使用工况（参见图2），外界设备还可以是气瓶300，此时LNG加气系统100处在第一使用工况（参见图1），在第一使用工况下，LNG加气系统100向气瓶300中加注LNG，在第二使用工况时，槽车200将LNG加注到LNG储罐1中。

需要说明的是，LNG加气设备与外接设备连接，当外接设备为槽车200时，LNG加气设备与槽车200上盛放有LNG的槽罐连通；当外接设备为气瓶300时，LNG加气设备与气瓶300连通，以向气瓶300中加注LNG，进而完成对安装有气瓶300的车辆的LNG加注。

下面根据图1至图3详细描述本实用新型实施例的LNG加气系统100的工作过程。

LNG加气系统100处在第一使用工况下，如图1所示，此时由LNG储罐1向气瓶300内加注LNG，控制阀组使第一控制阀和第三控制阀接通，LNG储罐1的液体进出口12与加气机3的进液口33连接，压缩机2的进气口21通过加气机3的外接气口32与气瓶300连接，压缩机2的出气口22与LNG储罐1顶部的气体进出口11连接，气瓶300内的天然气进入压缩机2，经压缩机2加压后注入LNG储罐1，使气瓶300的压力降低，而LNG储罐1的压力升高，使LNG储罐1和气瓶300之间形成压力差，LNG经过加气机3注入到气瓶300中。控制阀组根据LNG储罐1和气瓶300的压力变化控制压缩机2的运行，加气机3分别对LNG和天然气进行计量。

LNG加气系统100处在第二使用工况下，如图2所示，此时由槽车200向LNG储罐1中加注LNG，控制阀组控制第二控制阀和第四控制阀开启，LNG储罐1的液体进出口12与槽车200连接，气体进出口11与压缩机2的进气口21连接，压缩机2的出气口22与加气机3的内接气口31连接，加气机3的外接气口32与槽车200连接，当槽车200与LNG储罐1的压力达到平衡时，启动压缩机2，使LNG储罐1内的气体通过加气机3注入到槽车200中，使LNG储罐1的压力降低，槽车200的压力升高，形成压力差驱动LNG由槽车200流入LNG储罐1。

LNG加气系统100处在第三使用工况下（即空闲状态），如图3所示，此时控制部件4实时监测LNG储罐1的压力，当压力达到设定值时，将压缩机2的进气口21与LNG储罐1顶部的气体进出口11连接，出气口22与LNG储罐1底部的底部回气口13连接，启动压缩机2将部分BOG由LNG储罐1的顶部抽出并注入到LNG储罐1的底部，使BOG与LGN储罐1底部的低温LNG接触从而降低BOG的温度使之再次液化，进而使LNG储罐1的压力降低，以避免BOG排出。