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1、(10)申请公布号 CN 102506298 A (43)申请公布日 2012.06.20 C N 1 0 2 5 0 6 2 9 8 A *CN102506298A* (21)申请号 201110301238.4 (22)申请日 2011.09.30 F17D 1/02(2006.01) F17D 3/01(2006.01) (71)申请人中国寰球工程公司 地址 100029 北京市朝阳区樱花园东街7号 (72)发明人白改玲 李卓燕 刘亚宏 王红 安小霞 宋媛玲 黄永刚 牛占川 靳玉成 (74)专利代理机构北京科龙寰宇知识产权代理 有限责任公司 11139 代理人孙皓晨 (54) 发明名称 。
2、用于液化天然气装车系统的冷循环系统和方 法 (57) 摘要 本发明公开了一种用于液化天然气装车系统 的冷循环系统和方法，装车系统包括依次相连的 液化天然气储罐、装车总管、蒸发气返回总管和装 车支线，冷循环系统包括：冷循环总管，设置在装 车总管的末端；冷循环支管，设置在装车支线的 末端；流量测量仪表，设置在装车总管或装车支 线上，用于测量装车总管或装车支线中液化天然 气的流量；流量控制阀，设置在冷循环总管上，用 于当流量小于预先设定值时，控制冷态液化天然 气从装车总管的末端进入冷循环总管，并流向液 化天然气储罐，对装车总管进行冷却；以及孔板， 设置在冷循环总管或冷循环支管上，用于限制冷 循环总管。
3、或冷循环支管中冷态液化天然气的流量 小于预先设定的流量值。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 1/2页 2 1.一种用于液化天然气装车系统的冷循环系统，所述装车系统包括依次相连的液化天 然气储罐、装车总管、蒸发气返回总管和装车支线，其特征在于，所述冷循环系统包括： 冷循环总管，设置在所述装车总管的末端； 冷循环支管，设置在所述装车支线的末端； 流量测量仪表，设置在所述装车总管或所述装车支线上，用于测量所述装车总管或所 述装车支线中液化天然气的流量； 流量控制。
4、阀，设置在所述冷循环总管上，用于当所述流量小于预先设定值时，控制冷态 液化天然气从所述装车总管的末端进入所述冷循环总管，并流向液化天然气储罐，对所述 装车总管进行冷却；以及 孔板，设置在所述冷循环总管或所述冷循环支管上，用于限制所述冷循环总管或所述 冷循环支管中冷态液化天然气的流量小于预先设定的流量值。 2.根据权利要求1所述的冷循环系统，其特征在于，还包括： 第一报警单元，与所述流量测量仪表相连接，用于当所述流量小于预先设定值时发出 报警信号。 3.根据权利要求1所述的冷循环系统，其特征在于，还包括： 温度检测仪表，设置在所述装车总管或所述装车支线的末端； 所述流量控制阀与设置在所述装车总管。
5、末端的所述温度检测仪表相连接，当所述温度 检测仪表检测的所述装车总管的温度高于预先设定的温度值时，控制冷态液化天然气从所 述装车总管的末端进入所述冷循环总管，并流向液化天然气储罐，对所述装车总管进行冷 却。 4.根据权利要求3所述的冷循环系统，其特征在于，还包括： 第二报警单元，与所述温度检测仪表相连接，当所述温度检测仪表检测的所述装车总 管或所述装车支线的温度高于预先设定的温度值时，发出报警信号。 5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于液化天然气装车系统的冷循环系统，其特征 在于，所述流量测量仪表设置在所述冷循环总管或所述冷循环支管上，以取代所述流量测 量仪表在所述装车总管或所述装车支线上。
6、的设置，用于测量所述冷循环总管或所述冷循环 支管中液化天然气的流量。 6.一种用于液化天然气装车系统的冷循环方法，所述装车系统包括依次相连的液化天 然气储罐、装车总管、蒸发气返回总管和装车支线，其特征在于，包括以下步骤： 通过设置在所述装车总管或冷循环总管上的流量测量仪表测量所述装车总管中液化 天然气的流量； 将所述流量与预先设定值进行比较，若所述流量小于所述预先设定值，通过流量控制 阀控制冷态液化天然气从所述装车总管的末端进入所述冷循环总管，并流向液化天然气储 罐，对所述装车总管进行冷却； 其中，所述冷循环总管上设置有孔板，用于限制所述冷循环总管中冷态液化天然气的 流量小于预先设定的流量值。。
7、 7.根据权利要求6所述的冷循环方法，其特征在于，还包括以下步骤： 当所述流量小于预先设定值时发出报警信号。 8.根据权利要求6所述的冷循环方法，其特征在于，还包括步骤： 权 利 要 求 书CN 102506298 A 2/2页 3 通过设置在所述装车总管的末端的温度检测仪表检测所述装车总管的温度； 将所述温度与预先设定的温度值进行比较，当所述温度检测仪表检测的所述装车总管 的温度高于所述预先设定的温度值时，通过所述流量控制阀控制冷态液化天然气从所述装 车总管的末端进入所述冷循环总管，并流向液化天然气储罐，对所述装车总管进行冷却。 9.根据权利要求8所述的冷循环方法，其特征在于，还包括以下步骤。
8、： 当所述温度检测仪表检测的所述装车总管的温度高于预先设定的温度值时，发出报警 信号。 权 利 要 求 书CN 102506298 A 1/5页 4 用于液化天然气装车系统的冷循环系统和方法 技术领域 0001 本发明涉及液化天然气领域，具体而言，涉及一种用于液化天然气装车系统的冷 循环系统和方法。 背景技术 0002 液化天然气(LNG，Liquefied Natural Gas)是一种优质能源，具有热值高、燃烧污 染小的特点。液化天然气的长距离运输采用LNG船运和槽车运输两种方式，当采用LNG槽 车运输时，需要在设计槽车装车系统，将LNG从LNG储罐中通过管线输送至槽车内。一般情 况下，L。
9、NG装车支线设置多，以便于实现多辆LNG槽车同时装车，同时LNG装车操作一般在白 天进行，而且LNG储罐与槽车装车区距离较远，在加上管道的绝热层不能够完全阻挡环境 的漏热，装车管线中会因环境漏热产生BOG，而BOG会引起管线和系统超压、装车管线恢复 环境温度及大量LNG蒸发，系统超压会带来安全隐患、装车管线恢复环境温度，等到下次装 车操作时，需要预冷，一是花费时间较长，另外温度交替变化带来的管道应力问题，对于LNG 装车系统的安全运行不利；而大量LNG蒸发将造成能量的浪费，带来装车系统经济效益的 降低，因此必须设置冷循环系统，维持装车管线及系统处于冷态。 0003 现有技术采用每条装车支线设置。
10、独立的装车冷循环管线，保证了装车支线的冷 态，但是却存在冷循环量大、能耗高、不能保持整条装车总管冷态的缺陷，尤其是当装车支 线多，而位于装车总管末端的装车支线处于长期不装车状态暂时不进行冷循环时，将不能 保证装车系统处于冷态。 发明内容 0004 本发明提供一种用于液化天然气装车系统的冷循环系统和方法，用以确保装车系 统处于冷态并降低能耗。 0005 为达到上述目的，本发明提供了一种用于液化天然气装车系统的冷循环系统，装 车系统包括依次相连的液化天然气储罐、装车总管、蒸发气返回总管和装车支线，冷循环系 统包括： 0006 冷循环总管，设置在装车总管的末端； 0007 冷循环支管，设置在装车支线。
11、的末端； 0008 流量测量仪表，设置在装车总管或装车支线上，用于测量装车总管或装车支线中 液化天然气的流量； 0009 流量控制阀，设置在冷循环总管上，用于当流量小于预先设定值时，控制冷态液化 天然气从装车总管的末端进入冷循环总管，并流向液化天然气储罐，对装车总管进行冷却； 以及 0010 孔板，设置在冷循环总管或冷循环支管上，用于限制冷循环总管或冷循环支管中 冷态液化天然气的流量小于预先设定的流量值。 0011 较佳的，上述冷循环系统还包括：第一报警单元，与流量测量仪表相连接，用于当 说 明 书CN 102506298 A 2/5页 5 流量小于预先设定值时发出报警信号。 0012 较佳的。
12、，上述冷循环系统还包括：温度检测仪表，设置在装车总管或装车支线的末 端；流量控制阀与设置在装车总管末端的温度检测仪表相连接，当温度检测仪表检测的装 车总管的温度高于预先设定的温度值时，控制冷态液化天然气从装车总管的末端进入冷循 环总管，并流向液化天然气储罐，对装车总管进行冷却。 0013 较佳的，上述冷循环系统还包括：第二报警单元，与温度检测仪表相连接，当温度 检测仪表检测的装车总管或装车支线的温度高于预先设定的温度值时，发出报警信号。 0014 为达到上述目的，本发明还提供了一种用于液化天然气装车系统的冷循环系统， 流量测量仪表设置在冷循环总管或冷循环支管上，以取代上述冷循环系统中流量测量仪。
13、 表在装车总管或装车支线上的设置，用于测量冷循环总管或冷循环支管中液化天然气的流 量。 0015 为达到上述目的，本发明还提供了一种用于液化天然气装车系统的冷循环方法， 装车系统包括依次相连的液化天然气储罐、装车总管、蒸发气返回总管和装车支线，该冷循 环方法包括以下步骤： 0016 通过设置在装车总管或冷循环总管上的流量测量仪表测量装车总管中液化天然 气的流量； 0017 将流量与预先设定值进行比较，若流量小于预先设定值，控制冷态液化天然气从 装车总管的末端进入冷循环总管，并流向液化天然气储罐，对装车总管进行冷却； 0018 其中，冷循环总管上设置有孔板，用于限制冷循环总管中冷态液化天然气的流。
14、量 小于预先设定的流量值。 0019 较佳的，上述冷循环方法还包括以下步骤：当流量小于预先设定值时发出报警信 号。 0020 较佳的，上述冷循环方法还包括步骤：通过设置在装车总管的末端的温度检测仪 表检测装车总管的温度；将温度与预先设定的温度值进行比较，当温度检测仪表检测的装 车总管的温度高于预先设定的温度值时，控制冷态液化天然气从装车总管的末端进入冷循 环总管，并流向液化天然气储罐，对装车总管进行冷却。 0021 较佳的，上述冷循环方法还包括以下步骤：当温度检测仪表检测的装车总管或装 车支线的温度高于预先设定的温度值时，发出报警信号。 0022 在上述实施例中，在装车总管或装车支线末端或冷循。
15、环总管或冷循环支管上设置 流量测量仪表，当测得装车总管或装车支线或冷循环总管或冷循环支管内的流量小于预先 设定的数值时，开启冷循环阀门，实现装车总管或装车支线冷循环，同时通过在冷循环总管 或冷循环支管上设置孔板，避免冷循环量过大，造成装车系统总体能耗的增加，同时又有效 保证了装车总管或装车支线处于冷态。 附图说明 0023 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 说 明 书。
16、CN 102506298 A 3/5页 6 0024 图1为本发明一实施例的用于液化天然气装车系统的冷循环系统示意图； 0025 图2为本发明另一实施例的用于液化天然气装车系统的冷循环系统示意图。 具体实施方式 0026 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 0027 图1为本发明一实施例的用于液化天然气装车系统的冷循环系统示意图；在图1 中，MV-1为止回阀；MV-。
17、2为手动球阀；FCV为流量控制阀；XV为自动开关阀(气动或者电 动)；PSV为安全阀。PI为压力指示；TI为温度指示；FIC为流量指示和控制；TIC为温度指 示和控制；HIC为手动控制。RO为孔板。箭头A1表示LNG流向LNG储罐；箭头A2表示LNG 来自LNG储罐。 0028 如图1所示，装车系统包括依次相连的液化天然气储罐(图中未示出)、装车总管 13和多条装车支线A-X，冷循环系统包括： 0029 冷循环总管12，设置在装车总管13的末端； 0030 流量测量仪表FIC，设置在装车总管13上，用于测量装车总管中液化天然气的流 量； 0031 流量控制阀FCV，设置在冷循环总管12上，用于。
18、当装车总管13中的流量小于预先 设定值时，控制冷态液化天然气从装车总管13的末端进入冷循环总管12，进而流向液化天 然气储罐，以对装车总管13进行冷却；以及 0032 孔板RO，设置在冷循环总管12上，用于限制冷循环总管12中冷态液化天然气的流 量小于预先设定的流量值，避免冷循环量过大，造成装车系统总体能耗的增加，同时又有效 保证了装车总管处于冷态。 0033 装车过程中产生的BOG(Boil Off Gas)气体由蒸发气返回总管11返回LNG储罐。 0034 为了对装车支线进行冷却，如图1所示，冷循环系统还包括： 0035 冷循环支管16，设置在装车支线A-X(本实施例中装车支线的标号仅为方。
19、便说明， 装车支线可为一条或多条)的末端，流向冷循环总管12； 0036 流量测量仪表FIC，设置在装车支线A-X上，用于测量装车支线中液化天然气的流 量； 0037 孔板RO，设置在冷循环支管16上，用于限制冷循环支管16中冷态液化天然气的流 量小于预先设定的流量值，避免冷循环量过大，造成装车系统总体能耗的增加，同时又有效 保证了装车支线处于冷态。 0038 其中，设置在装车支线A-X上的流量控制阀FCV，用于在装车时计量液化天然气和 流量控制。装车支线上的冷循环流量由设置在冷循环支管上的孔板控制。 0039 装车过程中产生的BOG气体由气相返回管线进入气相总管11，并进而返回LNG储 罐。。
20、图中，14为装车支线的气相返回臂；15为装车支线的LNG装车臂。 0040 在上述实施例中，在装车总管或装车支线末端设置流量测量仪表，当测得装车总 管或装车支线内的流量小于预先设定的数值时，开启冷循环阀门，实现装车总管或装车支 说 明 书CN 102506298 A 4/5页 7 线冷循环，同时通过在冷循环管线上设置孔板，避免冷循环量过大，造成装车系统总体能耗 的增加，同时又有效保证了装车总管或装车支线处于冷态。 0041 当某些装车支线处于短期不装车操作时，开启这些装车支线上的冷循环管线上的 阀门，维持这些装车支线处于冷态；当某些装车支线较长一段时间处于不装车操作时，关闭 这些装车支线上的冷。
21、循环系统，采用总管冷循环的方式，只维持装车总管处于冷态即可，避 免长期维持装车支线冷循环造成的能量浪费，提高装车系统整体的效率。 0042 例如，上述冷循环系统还包括：第一报警单元，与流量测量仪表相连接，用于当流 量小于预先设定值时发出报警信号，以提醒现场操作人员手动打开冷循环管线上的手动流 量控制阀，对装车总管或装车支线进行冷却。 0043 例如，上述冷循环系统还包括：温度检测仪表，设置在装车总管或装车支线的末 端；流量控制阀与设置装车总管上的温度检测仪表相连接，当温度检测仪表检测的装车总 管的温度高于预先设定的温度值时，控制冷态液化天然气从装车总管进入冷循环总管的末 端，并流向液化天然气储。
22、罐，对装车总管进行冷却。 0044 例如，上述冷循环系统还包括：第二报警单元，与温度检测仪表相连接，当温度检 测仪表检测的装车总管或装车支线的温度高于预先设定的温度值时，发出报警信号，以提 醒现场操作人员手动打开冷循环管线上的手动流量控制阀，对装车总管或装车支线进行冷 却。 0045 图2为本发明另一实施例的用于液化天然气装车系统的冷循环系统示意图；在图 2中，MV-1为止回阀；MV-2为手动球阀；FCV为流量控制阀；XV为自动开关阀(气动或者电 动)；PSV为安全阀。PI为压力指示；TI为温度指示；FIC为流量指示和控制；TIC为温度指 示和控制；HIC为手动控制。RO为孔板。箭头A1表示L。
23、NG流向LNG储罐；箭头A2表示LNG 来自LNG储罐。 0046 如图2所示，流量测量仪表也可设置在冷循环总管或冷循环支管上，以取代上述 实施例中流量测量仪表在装车总管或装车支线上的设置，用于测量冷循环总管或冷循环 支管中液化天然气的流量，当测得的流量小于预先设定的冷循环总管或冷循环支管流量值 时，自动或手动打开冷循环阀门，同样可以达到对装车总管或装车支线进行冷却的目的。 0047 针对上述实施例中的用于液化天然气装车系统的冷循环系统，本发明还提供了一 种用于液化天然气装车系统的冷循环方法，装车系统包括依次相连的液化天然气储罐、装 车总管、蒸发气返回总管和装车支线，该冷循环方法包括以下步骤：。
24、 0048 通过设置在装车总管或冷循环总管上的流量测量仪表测量装车总管中液化天然 气的流量； 0049 将流量与预先设定值进行比较，若流量小于预先设定值，控制冷态液化天然气从 冷循环总管进入装车总管的末端，并流向液化天然气储罐，对装车总管进行冷却； 0050 其中，冷循环总管上设置有孔板，用于限制冷循环总管中冷态液化天然气的流量 小于预先设定的流量值。 0051 在上述实施例中，在装车总管末端设置流量测量仪表，当测得装车总管内的流量 小于预先设定的数值时，自动开启冷循环阀门，实现装车总管冷循环，同时通过在冷循环总 管上设置孔板，避免冷循环量过大，造成装车系统总体能耗的增加，同时又有效保证了装车。
25、 总管处于冷态。 说 明 书CN 102506298 A 5/5页 8 0052 例如，上述冷循环方法还包括以下步骤：当流量小于预先设定值时发出报警信号， 以提醒现场操作人员手动打开冷循环总管上的手动流量控制阀，对装车总管进行冷却。 0053 例如，上述冷循环方法还包括步骤：通过设置在装车总管末端的温度检测仪表检 测装车总管的温度；将温度与预先设定的温度值进行比较，当温度检测仪表检测的装车总 管的温度高于预先设定的温度值时，控制冷态液化天然气从冷循环总管进入装车总管的末 端，并流向液化天然气储罐，对装车总管进行冷却。 0054 例如，上述冷循环方法还包括以下步骤：当温度检测仪表检测的装车总管的。
26、温度 高于预先设定的温度值时，发出报警信号，以提醒现场操作人员手动打开冷循环管线上的 手动流量控制阀，对装车总管进行冷却。 0055 当需要进行装车支线上的冷循环时，操作工手动打开装车支线末端的冷循环开关 阀，控制冷态液化天然气从装车支线末端进入冷循环支管，并流向液化天然气储罐，对装车 支线进行冷却； 0056 其中，装车支线的冷循环支管上设置的孔板，用于限制冷循环支管中冷态液化天 然气的流量小于预先设定的流量值。 0057 本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或 流程并不一定是实施本发明所必须的。 0058 本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可。
27、以按照实施例描述分 布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上 述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。 0059 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然 可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范 围。 说 明 书CN 102506298 A 1/2页 9 图1 说 明 书 附 图CN 102506298 A 2/2页 10 图2 说 明 书 附 图CN 102506298 A 10 。