RU2570952C1 - Способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне - Google Patents
Способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570952C1 RU2570952C1 RU2014136624/06A RU2014136624A RU2570952C1 RU 2570952 C1 RU2570952 C1 RU 2570952C1 RU 2014136624/06 A RU2014136624/06 A RU 2014136624/06A RU 2014136624 A RU2014136624 A RU 2014136624A RU 2570952 C1 RU2570952 C1 RU 2570952C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- natural gas
- liquefied natural
- gas
- storage
- engine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики, в частности к системам автономного энергоснабжения удаленных населенных пунктов и других объектов с использованием газификации на основе сжиженного природного газа. Способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне состоит из следующих операций: размещения криогенного хранилища СПГ в вечномерзлом грунте; подачи сжиженного природного газа из заглубленного криогенного хранилища в испаритель; испарения сжиженного природного газа посредством теплообмена с отработанными газами с газового двигателя; направления испарившегося сжиженного природного газа в газовый коллектор; направления одной части газа из газового коллектора в газовый двигатель для производства электроэнергии; направления второй части испарившегося сжиженного природного газа из газового коллектора в котельную станцию для производства тепловой энергии. Достигаемый технический результат - снижение теплопритоков к криогенному хранилищу и увеличение срока бездренажного хранения сжиженного природного газа, обеспечение комплексного автономного энергоснабжения потребителей электрической и тепловой энергией с минимальными потерями. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетики, в частности к системам автономного энергоснабжения удаленных населенных пунктов и других объектов с использованием газификации на основе сжиженного природного газа (СПГ).
Известно об экономической эффективности применения сжиженного природного газа в системах автономного энергоснабжения удаленных населенных пунктов (Кириллов Н.Г. СПГ - моторное топливо XXI века. //НефтьГазпромышленность, №3, 2007, - стр. 44 … 47).
Известно об экологической эффективности использования природного газа в энергетических установках. Замена традиционных видов моторного топлива (бензина и дизельного топлива) на природный газ позволяет снизить выбросы вредных компонентов отработанных газов в 3 … 8 раз (Кириллов Н.Г. Природный газ как моторное топливо и экология автомобильного транспорта России. М.: ИРЦ «Газпром», 2003, - стр. 11 … 17).
Известно устройство энергетической системы на сжиженном природном газе, состоящей из двигателя и системы хранения сжиженного природного газа и подачи природного газа в двигатель, включающей в себя резервуар для хранения сжиженного природного газа, испаритель сжиженного природного газа с линией подачи греющей среды, линию поддержания давления в резервуаре для хранения сжиженного природного газа, линию подачи воздуха в двигатель, трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, обеспечивающие подачу природного газа в двигатель и связь между резервуаром, испарителем и двигателем (Патент РФ №2208747, опубл. 20.07.2003). Однако данная энергетическая система предназначена для ее использования на транспортных средствах и не может быть применена для систем автономного энергоснабжения населенных пунктов в арктической зоне.
Известно устройство подземного хранилища СПГ, состоящего из железобетонного резервуара, который по наружной боковой поверхности окружен податливой прослойкой и изнутри покрыт слоями теплоизоляции и гидроизоляции (Патент РФ №2431770 20.10.2011. Бюл. №29). Хранилище расположено ниже уровня земли на отметке, предотвращающей промерзание поверхности земли при самом длительном расчетном хранении газа. Однако в арктической зоне, с учетом вечной мерзлоты, отпадает необходимость глубокого заложения хранилища, что позволяет переходить на применение заглубленных хранилищ сжиженного природного газа.
Известно устройство криогенных насосов и схема подключения данных насосов к хранилищам криогенных жидкостей для транспортировки их к потребителям. Однако данная схема не предусматривает газификацию криогенной жидкости (Новотельнов В.Н. и др. Криогенные машины: Учебник для вузов. - СПб, Политехника, 1991. - с. 304).
Известно устройство комплекса хранения сжиженного природного газа, входящего в состав автозаправочной станции АЗС-КПГ (СПГ), содержащего криогенные емкости с СПГ и атмосферный испаритель, блок запорно-предохранительной и контрольно-измерительной аппаратуры, а также криогенный насос высокого давления, обеспечивающий подачу СПГ из емкостей в испаритель. Однако данный комплекс не использует холодильный потенциал, образующийся при газификации СПГ, а также имеет низкую защищенность от воздействия внешних факторов, поскольку находится на поверхности земли (Дарбинян Р. и др. Перевод карьерных самосвалов на газодизельный и газовый режим работы с использованием бортовых топливных систем сжиженного природного газа. //Журнал «АвтоГазоЗаправочный Комплекс», №2, 2002. - стр. 42-43). Однако данный комплекс не предназначен для его применения в арктической зоне и не использует потенциала «вечной мерзлоты» для снижения теплопритоков.
Известен способ испарения и использования сжиженного природного газа для производства электроэнергии, состоящий из подачи сжиженного природного газа из криогенного хранилища транспортного типа в испаритель, испарения сжиженного природного газа посредством теплообмена с отработанной средой от газового двигателя (газовой турбины) через промежуточный контур с неконденсирующимся газом, направления испарившегося сжиженного природного газа в газовый коллектор, из которого одна часть газа направляется в газовый двигатель для производства электроэнергии, а вторая часть испарившегося сжиженного природного газа направляется в газовый коллектор для его хранения (Патент РФ №2464480, опубл. 20.10.2012, Бюл. №29). Однако указанный способ не может быть применен в системах автономного энергоснабжения населенных пунктов и других объектов в арктической зоне, так как не предусматривает производство тепловой энергии для конечных потребителей, криогенная емкость сжиженного природного газа имеет транспортный тип исполнения, а система передачи тепла от двигателя в испаритель через промежуточный контур с неконденсирующимся газом имеет сложное конструктивное исполнение.
Технический результат, который может быть получен при применении данного изобретения, заключается в снижении теплопритоков к криогенному хранилищу и увеличении срока бездренажного хранения сжиженного природного газа, обеспечении комплексного автономного энергоснабжения потребителей электрической и тепловой энергией с минимальными потерями, а также упрощении конструкции энергетической системы.
Для достижения данного технического результата в способе испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне, состоящем из подачи сжиженного природного газа из криогенного хранилища в испаритель, испарения сжиженного природного газа посредством теплообмена с отработанной средой от двигателя, направления испарившегося сжиженного природного газа в газовый коллектор, из которого одна часть газа направляется в газовый двигатель для производства электроэнергии, а вторая часть испарившегося сжиженного природного газа направляется в газовый коллектор для его хранения, при этом вторую часть испарившегося сжиженного природного газа из газового коллектора направляют по газопроводу в котельную станцию, расположенную в непосредственной близости от потребителей, для сжигания природного газа в котельной станции и выработки тепловой энергии, криогенное хранилище выполняют в виде заглубленного сооружения и располагают в вечномерзлом грунте ниже уровня поверхности земли, подача сжиженного природного газа осуществляется с помощью погружного криогенного насоса, помещенного внутри заглубленного хранилища сжиженного природного газа, испаритель сжиженного природного газа и газовый двигатель с электрогенератором располагают в закрытом наземном помещении, рядом с криогенным хранилищем сжиженного природного газа, при этом наземное помещение разделяют на две секции, отдельно для испарителя и отдельно для газового двигателя, испарение сжиженного природного газа производят непосредственно от теплообмена с отработанными газами газового двигателя через теплообменную поверхность испарителя.
Введение в состав способа испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне расположения криогенного хранилища, выполненного в виде заглубленного сооружения в вечномерзлом грунте ниже уровня поверхности земли, осуществление подачи сжиженного природного газа из заглубленного хранилища с помощью погружного насоса, размещение испарителя сжиженного природного газа и газового двигателя с электрогенератором в двухсекционном закрытом наземном помещении рядом с криогенным хранилищем сжиженного природного газа, подача второй части испарившегося сжиженного природного газа из газового коллектора по газопроводу в котельную станцию, расположенную в непосредственной близости от потребителей, для сжигания природного газа в котельной станции и выработки тепловой энергии позволяют получить новое свойство, заключающееся в возможности снижения теплопритоков к криогенному хранилищу и увеличения срока бездренажного хранения сжиженного природного газа за счет размещения в вечномерзлом грунте ниже уровня поверхности земли, обеспечении комплексного автономного энергоснабжения потребителей электрической и тепловой энергией с минимальными потерями за счет размещения испарителя сжиженного природного газа и газового двигателя в двухсекционном закрытом наземном помещении рядом с криогенным хранилищем сжиженного природного газа, а котельной станции в непосредственной близости от потребителей тепловой энергии, что снижает протяженность транспортных трубопроводов и тепловые потери, а также упрощении конструкции энергетической системы за счет организации испарения сжиженного природного газа непосредственно от теплообмена с отработанными газами газового двигателя через теплообменную поверхность испарителя без применения промежуточного контура с неконденсирующимся газом.
Способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне может быть реализован в следующем техническом решении.
На чертеже изображена энергетическая система, реализующая указанный способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне.
Энергетическая система, реализующая указанный способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне, состоит из криогенного хранилища 1, выполненного в виде заглубленного сооружения и расположенного в вечномерзлом грунте ниже уровня поверхности земли, погружного криогенного насоса 2, помещенного внутри заглубленного хранилища 1, двухсекционного закрытого наземного помещения 3, испарителя сжиженного природного газа 4 и газового двигателя 5 с электрогенератором 6, размещенных в разных секциях наземного помещения 3, газового коллектора 7, расположенного между испарителем 4 и газовым двигателем 5, линии 8 с регулирующим вентилем 9 для подачи природного газа из коллектора 7 в двигатель 5, линии 10 для отвода отработанных газов из двигателя 5, проходящей через испаритель 4, линии 11 с регулирующим вентилем 12 для подачи природного газа из коллектора 7 в котельную станцию 13, линии 14 с насосом 15 для подачи тепловой энергии от котельной 13 к конечным потребителям 16. Котельная станция 13 снабжена дымовой трубой 17, а подача сжиженного природного газа из криогенного хранилища 1 в испаритель 4 осуществляется по линии 18.
Энергетическая система, реализующая указанный способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне, работает следующим образом.
Сжиженный природный газ для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне может доставляться любым видом транспорта (в том числе авто- и железнодорожным транспортом, но в основном с учетом особенностей Крайнего Севера - морскими и речными судами-метановозами. Сжиженный природный газ из транспортных средств сливается для хранения в криогенное хранилище 1, выполненное в виде заглубленного сооружения и расположенного в вечномерзлом грунте ниже уровня поверхности земли. Из хранилища 1 СПГ подается с помощью погружного криогенного насоса 2, размещенного внутри заглубленного хранилища 1, по линии 18 в испаритель сжиженного природного газа 4. В испарителе 4 сжиженный природный газ испаряется (переходит в газообразное состояние) за счет теплообмена с отработанными газами газового двигателя 5.
Испаритель сжиженного природного газа 4 и газовый двигатель 5 расположены в разных секциях двухсекционного закрытого наземного помещения 3, расположенного в непосредственной близости от криогенного хранилища 1. Это позволяет минимизировать протяженность дорогостоящих криогенных трубопроводов от хранилища 1 до испарителя 4, а также обеспечить надежную работу энергетической системы в суровых арктических условиях.
Из испарителя 4 газообразный природный газ поступает в газовый коллектор 7. Из газового коллектора 7 по линии 8 с регулирующим вентилем 9 осуществляется подача природного газа в газовый двигатель 5 для производства электроэнергии, которая вырабатывается в электрогенераторе 6 и далее поступает потребителям. Отработанные газы газового двигателя 5 по линии 10 отводятся из двигателя 5 в окружающую среду, предварительно проходя через испаритель 4, где передают свою теплоту сжиженному природному газу.
Из газового коллектора 7 по линии 11 с регулирующим вентилем 12 осуществляют подачу газообразного природного газа в котельную станцию 13 для сжигания природного газа в котельной станции 13 и выработки тепловой энергии. Котельную станцию 13 располагают в непосредственной близости от потребителей тепловой энергии 16, что позволяет значительно сократить протяженность теплотрасс и минимизировать потери тепла при транспортировке тепловой энергии от котельной станции 13 до конечных потребителей 16. Это очень важно, особенно с учетом условий арктической зоны. Передача тепловой энергии от котельной станции 13 до конечных потребителей 16 осуществляется с помощью насоса 15 по трубопроводам 14.
Котельная станция 13 снабжена дымовой трубой 17 для удаления дымовых газов.
Claims (1)
- Способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне, состоящий из подачи сжиженного природного газа из криогенного хранилища в испаритель, испарения сжиженного природного газа посредством теплообмена с отработанной средой от газового двигателя, направления испарившегося сжиженного природного газа в газовый коллектор, из которого одна часть газа направляется в газовый двигатель для производства электроэнергии, а вторая часть испарившегося сжиженного природного газа направляется в газовый коллектор для его хранения, отличающийся тем, что вторую часть испарившегося сжиженного природного газа из газового коллектора направляют по газопроводу в котельную станцию, расположенную в непосредственной близости от потребителей тепловой энергии, для сжигания природного газа в котельной станции и выработки тепловой энергии, криогенное хранилище сжиженного природного газа выполняют в виде заглубленного сооружения и располагают в вечномерзлом грунте ниже уровня поверхности земли, подача сжиженного природного газа осуществляется с помощью погружного криогенного насоса, помещенного внутри заглубленного хранилища сжиженного природного газа, испаритель сжиженного природного газа и газовый двигатель с электрогенератором располагают в закрытом наземном помещении, рядом с криогенным хранилищем сжиженного природного газа, при этом наземное помещение разделяют на две секции, отдельно для испарителя и отдельно для газового двигателя, испарение сжиженного природного газа производят непосредственно от теплообмена с отработанными газами газового двигателя через теплообменную поверхность испарителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014136624/06A RU2570952C1 (ru) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014136624/06A RU2570952C1 (ru) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2570952C1 true RU2570952C1 (ru) | 2015-12-20 |
Family
ID=54871204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014136624/06A RU2570952C1 (ru) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2570952C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU170011U1 (ru) * | 2016-11-22 | 2017-04-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Криогенный насос-газификатор |
RU2707988C2 (ru) * | 2017-07-19 | 2019-12-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Способ резервного энергообеспечения комплекса по производству сжиженного природного газа |
RU2726963C1 (ru) * | 2019-10-08 | 2020-07-17 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Система автономного энергосбережения удаленных военных объектов и населенных пунктов с использованием сжиженного природного газа |
RU2727542C1 (ru) * | 2019-11-29 | 2020-07-22 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Котельная на сжиженном природном газе |
RU2772676C1 (ru) * | 2021-06-15 | 2022-05-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГАОУ ВО "МГТУ") | Система регазификации сжиженного природного газа (СПГ) котельной |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3720057A (en) * | 1971-04-15 | 1973-03-13 | Black Sivalls & Bryson Inc | Method of continuously vaporizing and superheating liquefied cryogenic fluid |
GB2007823A (en) * | 1977-11-08 | 1979-05-23 | Gutehoffnungshuette Sterkrade | Systems for vaporizing liquefied natural gas |
US4197712A (en) * | 1978-04-21 | 1980-04-15 | Brigham William D | Fluid pumping and heating system |
SU1254240A1 (ru) * | 1984-04-23 | 1986-08-30 | Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Мосгазниипроект" | Способ переливани сжиженных газов |
RU2298725C1 (ru) * | 2005-12-26 | 2007-05-10 | Военный инженерно-технический университет | Способ использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа |
RU2464480C2 (ru) * | 2006-06-14 | 2012-10-20 | ЭНИ С.п.А | Способ и устройство для испарения сжиженного природного газа и его хранения |
-
2014
- 2014-09-09 RU RU2014136624/06A patent/RU2570952C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3720057A (en) * | 1971-04-15 | 1973-03-13 | Black Sivalls & Bryson Inc | Method of continuously vaporizing and superheating liquefied cryogenic fluid |
GB2007823A (en) * | 1977-11-08 | 1979-05-23 | Gutehoffnungshuette Sterkrade | Systems for vaporizing liquefied natural gas |
US4197712A (en) * | 1978-04-21 | 1980-04-15 | Brigham William D | Fluid pumping and heating system |
SU1254240A1 (ru) * | 1984-04-23 | 1986-08-30 | Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Мосгазниипроект" | Способ переливани сжиженных газов |
RU2298725C1 (ru) * | 2005-12-26 | 2007-05-10 | Военный инженерно-технический университет | Способ использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа |
RU2464480C2 (ru) * | 2006-06-14 | 2012-10-20 | ЭНИ С.п.А | Способ и устройство для испарения сжиженного природного газа и его хранения |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU170011U1 (ru) * | 2016-11-22 | 2017-04-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Криогенный насос-газификатор |
RU2707988C2 (ru) * | 2017-07-19 | 2019-12-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Способ резервного энергообеспечения комплекса по производству сжиженного природного газа |
RU2726963C1 (ru) * | 2019-10-08 | 2020-07-17 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Система автономного энергосбережения удаленных военных объектов и населенных пунктов с использованием сжиженного природного газа |
RU2727542C1 (ru) * | 2019-11-29 | 2020-07-22 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Котельная на сжиженном природном газе |
RU2772676C1 (ru) * | 2021-06-15 | 2022-05-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГАОУ ВО "МГТУ") | Система регазификации сжиженного природного газа (СПГ) котельной |
RU2780119C1 (ru) * | 2021-12-21 | 2022-09-19 | Юрий Иванович Духанин | Криогенная газификационная установка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2570952C1 (ru) | Способ испарения и использования сжиженного природного газа для систем автономного энергоснабжения в арктической зоне | |
US10107455B2 (en) | LNG vaporization | |
CN104136828B (zh) | 液化天然气罐 | |
US2795937A (en) | Process and apparatus for storage or transportation of volatile liquids | |
CN104089178B (zh) | 用于将管连接到lng罐的连接装置 | |
US11702183B2 (en) | Ice battery vessel and cold energy storage | |
KR20150088115A (ko) | 연료전지 시스템 | |
ES2878173T3 (es) | Procedimiento e instalación de transporte y de licuefacción de gas | |
KR20130109559A (ko) | 다단 기화방식을 갖는 액화천연가스 재기화 시스템 | |
KR20150030482A (ko) | 이중연료엔진의 잔류가스 제거 시스템 | |
KR101747502B1 (ko) | 액화가스 처리 시스템 | |
CN103133864A (zh) | Ang和lng双燃料供气*** | |
RU2298722C1 (ru) | Подземное хранилище сжиженного природного газа (пх спг) для резервного энергообеспечения объектов метро | |
KR102016030B1 (ko) | 액화가스 처리 시스템 | |
KR20130075021A (ko) | 폐열 재활용을 위한 열교환기를 갖는 연료가스 공급 시스템 및 방법 | |
US20140260253A1 (en) | Thermal energy conversion system for regasification of cryogenic liquids | |
US20140165584A1 (en) | Cryogenic pump system for converting fuel | |
US11137203B2 (en) | System for utilizing carbon dioxide of flue gas captured by cold heat of liquefied natural gas | |
CN203082531U (zh) | Ang和lng双燃料供气*** | |
KR20140084832A (ko) | 엔진룸의 냉각 해수를 통한 lng 기화 시스템 | |
KR20110130050A (ko) | 친환경 재기화 장치 및 방법 | |
KR101244460B1 (ko) | Lng주유터미널 | |
RU2726960C1 (ru) | Котельная военного объекта, работающая на сжиженном природном газе | |
KR100743905B1 (ko) | 전기추진 액화천연가스운반선의 재기화 시스템 | |
RU2446344C1 (ru) | Комплекс хранения сжиженного природного газа |