以LNG为燃料的模块化动力系统的制作方法

以lng为燃料的模块化动力系统
技术领域
1.本实用新型涉及船舶动力系统领域，尤其涉及一种以lng为燃料的模块化动力系统。


背景技术：

2.以轻柴油为燃料的集装箱式的模块化动力单元的设计和制造技术已非常成熟，在各工业领域已经被广泛应用。其主要有一台柴油发电机，一个柴油储存柜及相应的系统管路和电力系统组成，所有设备和系统均布置在一个20英尺或40英尺的标准集装箱内，便于运输和更换，功率范围在400kw～1000kw之间。
3.随着国际海事组织对于船舶发动机排放氮氧化物和硫氧化物的限制日趋严格，传统的以柴油为燃料的模块式动力单元的应用已无法满足最新环保的要求，而使用lng为燃料的模块式动力单元可以完美的解决发动机废气的排放污染问题，满足国际海事组织的最新要求。
4.现有lng燃料在船舶上的使用已越来越广泛，作为布置在船舶上的固定式lng燃料动力系统的技术已日趋成熟，包括气体燃料发动机，lng燃料储存罐，及lng燃料供应系统。所有的设备及系统在船舶上的应用均采用固定式的设计和布置，不利于整套动力系统的更换或扩展，且初投资较高，对于小型运输船舶来说建造成本太高，在小型船舶上的应用缺乏灵活性和可扩展性，不利于此类船舶使用lng作为清洁燃料的应用。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种以lng为燃料的模块化动力系统，通过标准化集装箱式的模块化设计和布置，使lng作为清洁燃料可以在船舶上的更灵活及广泛的应用，并降低船舶在应用lng燃料时的初投资成本。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供一种以lng为燃料的模块化动力系统，包括一集装箱外壳、以及设置于所述集装箱外壳内的一燃料存储单元、一燃料准备及供给单元和一发电机组单元；所述燃料存储单元连接所述燃料准备及供给单元，所述燃料准备及供给单元连接所述发电机组单元。
7.优选地，所述燃料存储单元包括一真空压力罐。
8.优选地，所述真空压力罐采用双层绝热c型罐，所述真空压力罐呈圆柱形。
9.优选地，所述燃料准备及供给单元包括一压力平衡单元、一燃气蒸发器和一燃气阀组单元；所述燃料存储单元通过管路连接所述压力平衡单元和所述燃气蒸发器，所述燃气蒸发器通过所述管路连接所述燃气阀组单元，所述燃气阀组单元通过一双层管道连接所述发电机组单元。
10.优选地，所述双层管道包括一内管和一外管，所述燃气阀组单元通过所述内管连接所述发电机组单元，所述外管套设于所述内管外；还包括一抽风系统，所述抽风系统连接所述外管并与所述集装箱外壳的外部连通。
11.优选地，所述发电机组单元包括相连的一天然气燃料发动机和一交流发电机，所述天然气燃料发动机通过所述双层管道连接所述燃气阀组单元。
12.优选地，所述天然气燃料发动机包括一风冷系统，所述风冷系统通过一通风格栅与所述集装箱外壳的外部连通排风。
13.优选地，所述集装箱外壳形成一发电机组室，所述发电机组单元设置于所述发电机组室内；所述发电机组室的两侧分别设置有一进出口门，所述进出口门上设置有进风格栅。
14.本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
15.本实用新型结合了lng燃料的环保特性和模块化动力单元的灵活性的特点，相对于原使用柴油为燃料的动力单元使用了清洁的lng燃料，提高了环保性，相对于传统的固定式的lng燃料动力系统，采用标准集装箱式的模块化动力单元设计，提高了动力系统使用的灵活便利性和可扩展性。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例的以lng为燃料的模块化动力系统的结构示意图。
具体实施方式
17.下面根据附图1，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。
18.请参阅图1，本实用新型实施例的一种以lng为燃料的模块化动力系统，包括一40英尺的集装箱外壳1、以及设置于集装箱外壳1内的一燃料存储单元2、一燃料准备及供给单元3和一发电机组单元4；燃料存储单元2连接燃料准备及供给单元3，燃料准备及供给单元3连接发电机组单元4。可以直接输出440v/60hz(或400v/50hz)的电能。
19.燃料存储单元2包括一真空压力罐21。
20.本实施例中，真空压力罐21采用双层绝热c型罐，真空压力罐21呈圆柱形。
21.真空压力罐21用于储存lng燃料，其容积的大小决定本动力单元的续航能力，设计容积为约12m3。燃料准备及供给单元3用于燃料的加热，蒸发和增压，基于发动机的要求供应稳定的燃料。
22.真空压力罐21内罐直径1.7m，总长5.7m；外罐直径2.0m，总长6m。
23.本实施例中，在真空压力罐21的顶端设置一个燃料舱接头处所(tcs)，用于布置燃料管路的接头及燃料准备及供给单元3。
24.燃料准备及供给单元3包括一压力平衡单元31、一燃气蒸发器32和一燃气阀组单元33；燃料存储单元2通过管路连接压力平衡单元31和燃气蒸发器32，燃气蒸发器32通过管路连接燃气阀组单元33，燃气阀组单元33通过一双层管道5连接发电机组单元4。
25.根据燃料的不同(lng、lpg或甲醇)，设置不同的燃料装备和供给设备，系统和设备满足发动机制造厂和规范的要求。
26.双层管道5包括一内管和一外管，燃气阀组单元33通过内管连接发电机组单元4，外管套设于内管外；还包括一抽风系统，抽风系统连接外管并与集装箱外壳1的外部连通。
27.本处所作为1类危险区域，设置每小时不小于30次的抽风系统，对本处所进行连续
的空气置换。同时，此处所设置一个螺栓式的人孔盖，用于必要的维护和检查时人员的进出，满足规范要求。
28.发电机组单元4为本系统的核心动力单元，用于把燃料存储单元2内lng燃料的化学能转化为电能并稳定输出至外部动力系统。
29.集装箱外壳1形成一发电机组室11，发电机组单元4设置于发电机组室11内；发电机组室11的两侧分别设置有一进出口门，用于维护人员进出，进出口门上设置有进风格栅，用于冷却空气的进入。
30.发电机组单元4包括相连的一天然气燃料发动机和一交流发电机，天然气燃料发动机通过双层管道5连接燃气阀组单元33。
31.发电机组单元4接受来自燃料准备及供给单元3的合格稳定的燃气供应，在天然气燃料发动机内部燃烧做功后输出动力扭矩至交流发电机，进而输出电能。
32.天然气燃料发动机包括一风冷系统，风冷系统通过一通风格栅与集装箱外壳1的外部连通排风。
33.发电机组单元4自成一套独立的系统，无需外部输入冷却，滑油等，采用风冷系统用于发动机的散热，独立滑油系统，内部冷却水系统的热量可以用于燃料的加热和蒸发。同时，内部设置燃料双壁管环围空间的抽风系统，满足规范要求。
34.本实用新型实施例的一种以lng为燃料的模块化动力系统，使用lng作为燃料的模块化动力单元设计；并采用标准集装箱式的模块化设计；动力单元自成一套独立的系统，无需外部输入能量，内部系统的热量可以用于lng燃料的加热和蒸发使用。另外采用分舱设计，燃料存储单元2和燃料准备及供给单元3与发电机组单元4布置在两个独立的空间内，保证了最大的安全性和可靠性。
35.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。