一種用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋系統(tǒng)及其噴淋方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋系統(tǒng)及其噴淋方法。其包括液壓套管系統(tǒng)和噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述液壓套管系統(tǒng)鑲嵌在液艙天花板中央位置，并且貫穿液艙貨物維護(hù)系統(tǒng)的多層結(jié)構(gòu)后到達(dá)液艙內(nèi)部，所述噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)嵌在所述液壓套管系統(tǒng)內(nèi)，所述液壓套管系統(tǒng)用于控制噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的展開(kāi)和收縮。本發(fā)明專利技術(shù)克服了目前用于LNG船液艙預(yù)冷作業(yè)的噴淋裝置的缺陷和不足，使得預(yù)冷劑的霧化效果提高，預(yù)冷時(shí)預(yù)冷劑在液艙內(nèi)形成的流場(chǎng)更加均勻，進(jìn)而提高了預(yù)冷效率，縮短了預(yù)冷時(shí)間，提高了LNG運(yùn)輸船營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種用于LNG船液艙預(yù)冷的噴淋系統(tǒng)，尤其涉及一種用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋系統(tǒng)及其噴淋方法。
技術(shù)介紹
隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，天然氣資源的利用率劇增，我國(guó)的天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也進(jìn)入了一個(gè)新的階段。液化天然氣(LNG)在常壓下的溫度約為-163℃，大型的LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備不可能承受很高的壓力，只能是在常壓或低壓的條件下運(yùn)輸。液化天然氣從生產(chǎn)到使用大致可以分為以下的五個(gè)部分：LNG的生產(chǎn)、運(yùn)輸、接收、分配、用戶，每個(gè)環(huán)節(jié)都存在著一定的儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題。LNG船是指將LNG從液化廠運(yùn)往接收站的專用船舶。由于天然氣是一種易燃的物質(zhì)，所以儲(chǔ)存LNG的液艙中不允許存在氧氣。LNG船在首次充裝液貨時(shí)應(yīng)首先進(jìn)行惰化和純化。LNG船充裝液體的主要步驟為：液貨艙的惰化與純化、液貨艙的預(yù)冷、液體的充裝，其中液貨艙的預(yù)冷：經(jīng)過(guò)惰化和純化的液貨艙還不能直接將LNG灌入，還必須進(jìn)行一個(gè)預(yù)冷的過(guò)程，特別是首次充灌的時(shí)間。由于惰化完的液貨艙處于一個(gè)比較高的溫度，距離LNG的儲(chǔ)藏溫度(-163℃)還有一個(gè)很大的溫差。液貨艙要從一個(gè)接近常溫的溫度冷卻到如此低的溫度，冷卻的速度和冷卻的均勻性很重要，而液貨艙冷卻的方法是通過(guò)LNG的輸送系統(tǒng)，將部分LNG向液貨艙內(nèi)進(jìn)行噴淋，LNG吸收壁面的熱量而蒸發(fā)，艙壁和絕熱材料被冷卻，直到整個(gè)液貨艙被冷卻完整。目前用于LNG船液艙預(yù)冷的噴淋裝置，多采用固定安裝在液艙天花板中央的技術(shù)，通過(guò)液艙氣穹結(jié)構(gòu)中的預(yù)冷劑管道經(jīng)此噴淋裝置霧化實(shí)現(xiàn)對(duì)液艙內(nèi)部流體及液艙貨物維護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的預(yù)冷。此類噴淋方法大多受噴淋執(zhí)行裝置的固定安裝的位置所限，難以使預(yù)冷劑在液艙空間中分布均勻，液體的預(yù)冷劑霧化不良，與液艙貨物維護(hù)系統(tǒng)和液艙內(nèi)流體的換熱面積較小，預(yù)冷劑吸熱效果不好，因此存在兩個(gè)問(wèn)題：一是，在LNG船卸貨后再次裝貨前，在到達(dá)港口裝貨之前的液艙預(yù)冷時(shí)，預(yù)冷劑經(jīng)過(guò)固定安裝在液艙天花板中央的液艙噴淋裝置，其軌跡局限在一定的角度內(nèi)的圓錐體內(nèi)，使液體預(yù)冷劑霧化不良，必然降低預(yù)冷劑的冷卻效果；二是，由于在這種噴淋裝置下預(yù)冷劑不會(huì)達(dá)到很好的霧化效果，進(jìn)而使得預(yù)冷劑的冷卻速率降低，使得對(duì)LNG全船液艙的預(yù)冷卻時(shí)間加長(zhǎng)，降低了LNG運(yùn)輸船的經(jīng)濟(jì)性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋系統(tǒng)及其噴淋方法，其提高了預(yù)冷劑的霧化效果和預(yù)冷劑的冷卻效率，節(jié)省了LNG船用于預(yù)冷操作的時(shí)間，提高了營(yíng)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：一種用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋裝置，其包括液壓套管系統(tǒng)和噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述液壓套管系統(tǒng)鑲嵌在液艙天花板中央位置，并且貫穿液艙貨物維護(hù)系統(tǒng)的多層結(jié)構(gòu)后到達(dá)液艙內(nèi)部，所述噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)嵌在所述液壓套管系統(tǒng)內(nèi)，所述液壓套管系統(tǒng)用于控制噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的展開(kāi)和收縮。進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)上端安裝有動(dòng)力管，其管內(nèi)空間布置預(yù)冷劑輸入管道，以完成對(duì)噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作業(yè)動(dòng)作的獨(dú)立控制。進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述液壓套管系統(tǒng)包括三級(jí)套管、液壓進(jìn)油管和液壓回油管，所述三級(jí)套管與貨物維護(hù)系統(tǒng)之間開(kāi)設(shè)有液壓進(jìn)油管管道，所述液壓進(jìn)油管設(shè)置在所述液壓進(jìn)油管管道內(nèi)，并與設(shè)置在三級(jí)套管上的進(jìn)油孔連通，所述三級(jí)套管與噴淋執(zhí)行系統(tǒng)之間設(shè)有液壓回油管管道，所述液壓回油管管道設(shè)置在所述液壓回油管管道內(nèi)，并與設(shè)置在三級(jí)套管上的回油孔連通。進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述三級(jí)套管包括一級(jí)管道、二級(jí)管道和三級(jí)管道，所述一級(jí)管道套裝在二級(jí)管道內(nèi)，所述二級(jí)管道套裝在三級(jí)管道內(nèi)，所述噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)嵌在一級(jí)管道內(nèi)，所述一級(jí)管道、二級(jí)管道和三級(jí)管道之間組成3個(gè)腔室，每個(gè)腔室被各自的管道間的活塞分隔為兩個(gè)獨(dú)立的腔室，且在相鄰腔室的兩活塞之間開(kāi)設(shè)有油孔，進(jìn)而使三級(jí)套管的6個(gè)腔室形成一套串聯(lián)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述一級(jí)管道的半徑小于所述二級(jí)管道的半徑，所述二級(jí)管道的半徑小于所述三級(jí)管道的半徑。進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括液體腔室、噴嘴組和安裝在液體腔室與預(yù)冷劑輸入管道之間的單向閥，所述噴嘴組有序地布置在噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，且與所述液體腔室相通。進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述噴嘴組包括斜上噴嘴、斜下噴嘴、水平噴嘴和下噴嘴，所述斜上噴嘴與噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)軸向呈45度角，所述斜下噴嘴與噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)軸向呈135度角，所述水平噴嘴與噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)軸向呈90度角，所述下噴嘴與噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)軸向平行，所述下噴嘴設(shè)置在噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的下端面與所述液體腔室相通，以完成從預(yù)冷劑管道經(jīng)單向閥到達(dá)該處的預(yù)冷劑的噴淋作業(yè)。本專利技術(shù)的液壓套管系統(tǒng)和噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)均采用良好的絕熱材料，并且各運(yùn)動(dòng)部件之間通過(guò)精密的配合，密封良好。本專利技術(shù)還提供了一種用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋系統(tǒng)的噴淋方法：第一步，在LNG船到達(dá)裝貨港口之前，作業(yè)人員收到對(duì)LNG船進(jìn)行預(yù)冷的操作指令，首先要啟動(dòng)對(duì)液壓套管系統(tǒng)起控制作用的套管系統(tǒng)液壓站工作，液壓泵將液壓油通過(guò)液壓進(jìn)油管和液壓進(jìn)油管的進(jìn)油孔進(jìn)入到三級(jí)套管的腔室內(nèi)，使得腔室內(nèi)的壓力不同，最后使液壓油受壓經(jīng)過(guò)回油孔和液壓油回油管管道排出到液壓站中的相關(guān)部件中，完成一級(jí)管道的展開(kāi)；然后逐步完成二級(jí)管道和三級(jí)管道的展開(kāi)，直到完成三級(jí)套管的全部展開(kāi)結(jié)束，噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力管有獨(dú)立的液壓回路，其展開(kāi)受控于基本的液壓回路第二步，液壓套管系統(tǒng)展開(kāi)完畢之后，作業(yè)人員控制液艙結(jié)構(gòu)預(yù)冷劑管道閥門打開(kāi)，在工作正壓之下，預(yù)冷劑經(jīng)過(guò)單向閥到達(dá)噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液體腔室內(nèi)，在壓力作用下預(yù)冷劑經(jīng)斜上、水平、斜下噴嘴和下噴嘴噴出，經(jīng)過(guò)斜下噴嘴和下噴嘴的節(jié)流作用液體預(yù)冷劑霧化良好，并在液艙內(nèi)部整個(gè)空間內(nèi)形成良好的軌跡分布，以期通過(guò)此套管式噴淋裝置提高液艙的預(yù)冷操作效率；第三步，待作業(yè)人員收到液艙預(yù)冷操作完成的指令后，首先要先停止供應(yīng)預(yù)冷劑，關(guān)閉預(yù)冷劑管道閥門，待液體腔室內(nèi)預(yù)冷劑霧化完畢后，開(kāi)始啟動(dòng)三級(jí)套管的回收，其原理與三級(jí)套管的展開(kāi)相同，操作流程與三級(jí)套管的展開(kāi)工作相反，直到完成三級(jí)套管回收操作，液壓套管系統(tǒng)回收完畢，所述噴淋執(zhí)行結(jié)構(gòu)的回收由噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力管完成。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：本專利技術(shù)的液壓套管系統(tǒng)，使用于液艙預(yù)冷的噴淋裝置可以在液艙空間內(nèi)中央釋放預(yù)冷劑，使預(yù)冷劑在液艙內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡趨于均勻，流場(chǎng)不易形成死角，提高了預(yù)冷劑的霧化效果，有效提高了預(yù)冷劑的冷卻效率；同時(shí)由于預(yù)冷劑的霧化效果得以明顯提高，其與液艙貨物本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋裝置，其特征在于：包括液壓套管系統(tǒng)和噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述液壓套管系統(tǒng)鑲嵌在液艙天花板中央位置，并且貫穿液艙貨物維護(hù)系統(tǒng)的多層結(jié)構(gòu)后到達(dá)液艙中，所述噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)嵌在所述液壓套管系統(tǒng)內(nèi)，所述液壓套管系統(tǒng)用于控制噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的展開(kāi)和收縮。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋裝置，其特征在于：包括液壓
套管系統(tǒng)和噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述液壓套管系統(tǒng)鑲嵌在液艙天花板中央位置，
并且貫穿液艙貨物維護(hù)系統(tǒng)的多層結(jié)構(gòu)后到達(dá)液艙中，所述噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)
嵌在所述液壓套管系統(tǒng)內(nèi)，所述液壓套管系統(tǒng)用于控制噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的展開(kāi)
和收縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋裝置，其特
征在于：所述噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)上端安裝有動(dòng)力管，其管內(nèi)空間布置預(yù)冷劑輸入
管道，以完成對(duì)噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作業(yè)動(dòng)作的獨(dú)立控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋裝置，其特
征在于：所述液壓套管系統(tǒng)包括三級(jí)套管、液壓進(jìn)油管和液壓回油管，所述
三級(jí)套管與貨物維護(hù)系統(tǒng)之間開(kāi)設(shè)有液壓進(jìn)油管管道，所述液壓進(jìn)油管設(shè)置
在所述液壓進(jìn)油管管道內(nèi)，并與設(shè)置在三級(jí)套管上的進(jìn)油孔連通，所述三級(jí)
套管與噴淋執(zhí)行系統(tǒng)之間設(shè)有液壓回油管管道，所述液壓回油管管道設(shè)置在
所述液壓回油管管道內(nèi)，并與設(shè)置在三級(jí)套管上的回油孔連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋裝置，其特
征在于：所述三級(jí)套管包括一級(jí)管道、二級(jí)管道和三級(jí)管道，所述一級(jí)管道
套裝在二級(jí)管道內(nèi)，所述二級(jí)管道套裝在三級(jí)管道內(nèi)，所述噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)
嵌在一級(jí)管道內(nèi)，所述一級(jí)管道、二級(jí)管道和三級(jí)管道之間組成3個(gè)腔室，
每個(gè)腔室被各自的管道間的活塞分隔為兩個(gè)獨(dú)立的腔室，且在相鄰腔室的兩
活塞之間開(kāi)設(shè)有油孔，進(jìn)而使三級(jí)套管的6個(gè)腔室形成一套串聯(lián)的液壓執(zhí)行
機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于LNG船液艙預(yù)冷的套管式噴淋裝置，其特
征在于：所述一級(jí)管道的半徑小于所述二級(jí)管道的半徑，所述二級(jí)管道的半
徑小于所述三級(jí)管道的半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LNG船液艙預(yù)冷的運(yùn)動(dòng)式噴淋系統(tǒng)，其特
征在于：所述噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括液體腔室、噴嘴組和安裝在液體腔室與預(yù)冷
劑輸入管道之間的單向閥，所述噴嘴組有序地布置在噴淋執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，且與<...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧金樹(shù)，徐松，吳豪霄，楊振波，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江海洋學(xué)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33