Криогенная автомобильная заправочная станция сжиженного природного газа - RU2300716C1

Описание

Изобретение относится к области криогенной техники, криогенных газовых машин, работающих по обратному циклу Стирлинга, и может быть использовано при создании автомобильных заправочных станций при переводе автотранспорта на сжиженный природный газ как моторное топливо.

Известно устройство шкафных регуляторных пунктов, предназначенных для подсоединения отдельных потребителей природного газа к газопроводам (Кязимов К.Г. Справочник газовика. Справ. пособие. - 3-е изд., М.: Высшая школа, 2000. - стр.158).

Известны технические решения по созданию гаражных газозаправочных станций, предназначенных для размещения непосредственно в автохозяйствах и заправки транспорта природным газом (Вязенкин Г.Н., Подловченко Г.И., Бабаян А.С., Левин А.А. Гаражный тип газозаправочных станций. // Газовая промышленность. №10, 1999. - стр.52). Однако данные технические решения предназначены только для получения сжатого природного газа.

Известна принципиальная схема индивидуального заправочного комплекса по производству СПГ для автомобильного транспорта, включающая в себя участок газопровода низкого или среднего давления, вымораживатель воды и углекислого газа, криогенную машину Стирлинга, замкнутую систему охлаждения криогенной машины, содержащей насос для циркуляции охлаждающей жидкости и теплообменник для сброса теплоты в окружающую среду, контур внешней среды с вентилятором для подачи воздуха окружающей среды, емкость для хранения сжиженного природного газа, линии подачи природного газа, слива и переожижения паров сжиженного природного газа, связывающие между собой газопровод, криогенную машину и вымораживатель (Кириллов Н.Г. Индивидуальные и гаражные заправочные станции СПГ для автомобильного транспорта России. // Автогазозаправочный комплекс + Альтернативное топливо, №4, 2004. - стр.58). Однако данная принципиальная схема не содержит технических решений по заправке автотранспорта сжиженным природным газом.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в возможности переконденсации паров сжиженного природного газа из баков автомобилей и снижении потерь при его использовании в качестве моторного топлива.

Для достижения данного технического результата криогенная автомобильная заправочная станция сжиженного природного газа, включающая в себя участок газопровода низкого или среднего давления, вымораживатель воды и углекислого газа, криогенную машину Стирлинга, замкнутую систему охлаждения криогенной машины, содержащую насос для циркуляции охлаждающей жидкости и теплообменник для сброса теплоты в окружающую среду, контур внешней среды с вентилятора для подачи воздуха окружающей среды, емкость для хранения сжиженного природного газа, линии подачи природного газа, слива и переожижения паров сжиженного природного газа, связывающие между собой газопровод, криогенную машину и вымораживатель, снабжена топливной раздаточной колонкой сжиженного природного газа с заправочным пистолетом, теплоизолированными линиями подачи сжиженного природного газа с криогенным насосом и возвращения паров, соединяющих емкость для хранения сжиженного природного газа и заправочный пистолет, при этом линия возврата паров соединена с газовой полостью криогенной емкости для хранения сжиженного природного газа.

Введение в состав криогенной автомобильной заправочной станции сжиженного природного газа топливной раздаточной колонки сжиженного природного газа с заправочным пистолетом, теплоизолированных линий подачи сжиженного природного газа с криогенным насосом и возвращения паров, соединяющих емкость для хранения сжиженного природного газа и заправочный пистолет, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности сбора паров сжиженного природного газа из баков автомобилей в газовой полости емкости для хранения сжиженного природного газа с последующей их переконденсацией в криогенной машине Стирлинга.

На чертеже изображена криогенная автомобильная заправочная станция сжиженного природного газа.

В состав криогенной автомобильной заправочной станции сжиженного природного газа входит источник природного газа 1 (продукционный газопровод низкого давления), линия подачи продукционного природного газа 2 от источника 1, криогенная машина Стирлинга 3, линия слива сжиженного природного газа 4, топливная раздаточная колонка 5 с заправочным пистолетом, криогенная емкость для хранения сжиженного газа 6. Линия подачи продукционного природного газа 2 включает в себя газораспределительный шкаф 7, вымораживатель 8, и соединяет источник природного газа 1 с конденсатором 9 криогенной машиной Стирлинга 3. Линия слива сжиженного газа 4 соединяет конденсатор 9 криогенной машины Стирлинга 3 с криогенной емкостью 6 и проходит через вымораживатель 8. Газовая часть емкости 6 соединена с вымораживателем 8 с помощью перемычки 10 с обратным клапаном 11.

Топливная раздаточная колонка 5 сжиженного природного газа с заправочным пистолетом соединена с криогенной емкостью 6 теплоизолированными линиями подачи сжиженного природного газа 12 и возвращения паров 13, при этом линия возврата паров 13 соединена с газовой полостью криогенной емкости 6. Для подачи сжиженного природного газа из емкости 6 в раздаточную колонку 5 предусмотрен криогенный насос 14.

Для снятия тепловой нагрузки с криогенной машины 3 предназначена замкнутая система охлаждения 15, проходящая через холодильник 16 криогенной машины 3. В систему охлаждения 15 входит насос 17 и теплообменник 18. Через теплообменник 18 проходит контур внешней среды 19 (атмосферный воздух). Внешняя среда подается в теплообменник 18 с помощью вентилятора 20.

Криогенная автомобильная заправочная станция сжиженного природного газа работает следующим образом.

Природный газ из продукционного газопровода среднего или низкого давления 1 по линии подачи 2 через газораспределительный шкаф 7 и вымораживатель 8, где он очищается от углекислого газа и паров воды, поступает в конденсатор 9 криогенной машины Стирлинга 3. В конденсаторе 9 природный газ сжижается и самотеком сливается по линии слива сжиженного природного газа 4, проходя через выморажитетель 8 и, охлаждая его, в криогенную емкость 6.

Сжиженный природный газ подается в топливную раздаточную колонку 5 с заправочным пистолетом из емкости для хранения сжиженного газа 6 с помощью криогенного насоса 14. Сжиженный природный газ поступает в бак автомобиля (на чертеже не показан) по теплоизолированной линии 12 через колонку 5. Пары сжиженного природного газа из бака автомобиля по линии 13 возвращаются в газовую полость криогенной емкости 6.

Для переконденсации паров сжиженного природного газа газовая полость емкости 6 связана с конденсатором 9 криогенной машины Стирлинга через вымораживатель 8 с помощью перемычки 10 с обратным клапаном 11.

Для снятия тепловой нагрузки с криогенной машины 3 предназначена замкнутая система охлаждения 15, проходящая через холодильник 16 криогенной машины 3. Насос 17 циркулирует охлаждающую жидкость по системе охлаждения 15, при этом теплота охлаждения передается через теплообменник 18 контуру внешней среды 19. Внешняя среда (атмосферный воздух) подается в теплообменник 18 с помощью вентилятора 20.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:

1. Кязимов К.Г. Справочник газовика. Справ, пособие. - 3-е изд., М.: Высшая школа, 2000. - стр.158.

2. Вязенкин Г.Н., Подловченко Г.И., Бабаян А.С., Левин А.А. Гаражный тип газозаправочных станций. // Газовая промышленность. №10, 1999. - стр.52.

3. Кириллов Н.Г. Индивидуальные и гаражные заправочные станции СПГ для автомобильного транспорта России. // Автогазозаправочный комплекс + Альтернативное топливо, №4, 2004. - стр.58 - прототип.

Реферат

Изобретение относится к области криогенной техники, криогенных газовых машин, работающих по обратному циклу Стирлинга, и может быть использовано при создании автомобильных заправочных станций. Криогенная автомобильная заправочная станция сжиженного природного газа включает участок газопровода низкого или среднего давления, вымораживатель воды и углекислого газа, криогенную машину Стирлинга, замкнутую систему охлаждения криогенной машины, содержащую насос для циркуляции охлаждающей жидкости и теплообменник для сброса теплоты в окружающую среду, контур внешней среды с вентилятора для подачи воздуха окружающей среды, криогенную емкость для хранения сжиженного природного газа, линии подачи природного газа, слива и переожижения паров сжиженного природного газа, связывающие между собой газопровод, криогенную машину и вымораживатель, топливную раздаточную колонку сжиженного природного газа с заправочным пистолетом. Теплоизолированные линии подачи сжиженного природного газа с криогенным насосом и возвращения паров соединяют емкость для хранения сжиженного природного газа и заправочный пистолет. Линия возврата паров соединена с газовой полостью криогенной емкости для хранения сжиженного природного газа. Достигаемый технический результат - возможность переконденсации паров сжиженного природного газа из баков автомобилей и снижение потерь при его использовании в качестве моторного топлива. 1 ил.

Формула