本發(fā)明涉及船舶燃料供應(yīng)，具體涉及一種乙二醇水循環(huán)系統(tǒng)用壓力平衡裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)低碳減排的日益重視，國(guó)家正大力推進(jìn)落實(shí)船舶運(yùn)輸行業(yè)的新能源戰(zhàn)略和減排措施，lng燃料以其高效清潔、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)逐漸成為目前最重要的船用綠色能源。由于lng燃料是以超低溫液態(tài)形式存儲(chǔ)在船艙內(nèi)的，所以需要通過供氣系統(tǒng)將液態(tài)lng汽化為天然氣后供主機(jī)使用。

2、lng燃料船舶主要采用乙二醇水作為中間換熱介質(zhì)，通過熱交換器與lng燃料進(jìn)行熱交換。受限于lng服務(wù)壓力要求以及機(jī)艙布置空間，乙二醇水側(cè)壓力會(huì)小于lng側(cè)壓力，所以存在lng泄露到乙二醇水循環(huán)系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)。目前主要采用的解決方法是在乙二醇水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置燃?xì)鈾z出裝置和安全釋放閥，從而來降低lng泄漏風(fēng)險(xiǎn)。但是該方法無法從根本上解決lng泄漏問題，而且其設(shè)計(jì)復(fù)雜、可靠性低，會(huì)影響主機(jī)燃?xì)饽Ｊ降陌踩\(yùn)行和船舶的安全航行。因此，以上問題亟需解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種乙二醇水循環(huán)系統(tǒng)用壓力平衡裝置及其使用方法，能夠自動(dòng)平衡乙二醇水壓力水箱的壓力，從而維持乙二醇水循環(huán)系統(tǒng)壓力并可直接安裝在機(jī)艙中，在節(jié)約船艙布置空間的同時(shí)，還提高了lng燃料船舶供氣系統(tǒng)的安全性。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：本發(fā)明的一種乙二醇水循環(huán)系統(tǒng)用壓力平衡裝置，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：包括底座、乙二醇水壓力水箱、廢氣清洗箱、高壓氮?dú)夤蕖毫φ{(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、空氣壓縮機(jī)、混合氣體管、壓縮氣體管和高壓氮?dú)夤?；在水平設(shè)置的所述底座的上表面靠后側(cè)還水平橫向設(shè)有乙二醇水壓力水箱，且在其上表面相對(duì)于乙二醇水壓力水箱前側(cè)還從左至右依次間隔設(shè)有空氣壓縮機(jī)、廢氣清洗箱以及高壓氮?dú)夤?；在所述乙二醇水壓力水箱的頂部還連通設(shè)有壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，且所述壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的補(bǔ)壓端通過高壓氮?dú)夤芘c所述高壓氮?dú)夤薜膬?nèi)部密封連通，進(jìn)而對(duì)乙二醇水壓力水箱進(jìn)行壓力補(bǔ)充；所述壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的泄壓端通過混合氣體管與所述空氣壓縮機(jī)的一端密封連通，且所述空氣壓縮機(jī)的另一端通過壓縮氣體管與所述廢氣清洗箱的內(nèi)部密封連通，進(jìn)而對(duì)乙二醇水壓力水箱進(jìn)行壓力泄放，并經(jīng)壓縮后送至廢氣清洗箱進(jìn)行清洗。

3、優(yōu)選的，所述高壓氮?dú)夤匏娇v向設(shè)置，且在其外圓周面右端中間位置處還垂直連通設(shè)有氮?dú)饧幼⒖?，并通過氮?dú)饧幼⒖谙蚋邏旱獨(dú)夤捱M(jìn)行氮?dú)庋a(bǔ)充；在所述高壓氮?dú)夤薜捻敳靠壳皞?cè)連通設(shè)有用于監(jiān)測(cè)高壓氮?dú)夤迌?nèi)部壓力的壓力表，且所述高壓氮?dú)夤苓h(yuǎn)離壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的一端經(jīng)高壓氮?dú)夤揄敳靠亢髠?cè)位置與所述高壓氮?dú)夤薜膬?nèi)部密封連通，并確保壓力表與高壓氮?dú)夤芑ゲ桓缮嬖O(shè)置。

4、優(yōu)選的，在所述乙二醇水壓力水箱的外圓周面靠右后側(cè)位置還連通設(shè)有用于監(jiān)測(cè)乙二醇水容量的液位傳感器，且在其外圓周面靠左后側(cè)位置還垂直連通設(shè)有乙二醇水加注口，并通過乙二醇水加注口向乙二醇水壓力水箱進(jìn)行乙二醇水補(bǔ)充；在所述乙二醇水壓力水箱的底部中間位置還水平縱向連通設(shè)有乙二醇水駁出口。

5、優(yōu)選的，還包括報(bào)警裝置；在所述底座的上表面相對(duì)于空氣壓縮機(jī)左側(cè)還設(shè)有報(bào)警裝置，且所述報(bào)警裝置分別與所述壓力表以及液位傳感器電性連接，并通過報(bào)警裝置進(jìn)行提示是否補(bǔ)充氮?dú)饣蛞叶妓?/p>

6、優(yōu)選的，所述廢氣清洗箱包括箱體、安裝桿、螺旋擋板、除沫濾網(wǎng)、沖洗水管、霧化噴頭和海水管；所述箱體為豎直設(shè)置的中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，且在其上表面還呈三角形垂直嵌入開設(shè)有海水注入口、壓縮氣體注入口以及透氣孔，并確保所述海水注入口、壓縮氣體注入口以及透氣孔的下端分別垂直向下延伸出所述箱體的內(nèi)頂面；在所述箱體的外圓周面靠前下側(cè)位置還垂直連通設(shè)有廢水泄放口，且所述壓縮氣體管遠(yuǎn)離空氣壓縮機(jī)的一端通過壓縮氣體注入口與所述箱體密封連通，并將壓縮后的混合氣體送入箱體內(nèi)；在所述箱體的內(nèi)部中間位置還同軸心豎直設(shè)有安裝桿，所述安裝桿的上端與所述箱體的內(nèi)頂面固定連接，且其下端與所述箱體的內(nèi)底面抵緊接觸，并確保安裝桿分別與所述海水注入口、壓縮氣體注入口以及透氣孔互不干涉設(shè)置；在所述安裝桿上沿其長(zhǎng)度方向還呈螺旋狀同軸心套接固定設(shè)有螺旋擋板，且所述螺旋擋板同軸心間隔套接在所述箱體內(nèi)；在所述箱體內(nèi)相對(duì)于螺旋擋板外側(cè)還同軸心套接設(shè)有除沫濾網(wǎng)，且所述除沫濾網(wǎng)分別與所述箱體以及螺旋擋板間隔設(shè)置，并通過除沫濾網(wǎng)將箱體內(nèi)的氣霧凝結(jié)成液珠；在所述箱體的內(nèi)頂面相對(duì)于螺旋擋板外側(cè)還同軸心水平固定設(shè)有圓環(huán)狀的沖洗水管，所述海水注入口的下端與所述沖洗水管密封連通，且所述海水管的一端通過海水注入口與所述沖洗水管密封連通，并在所述沖洗水管的內(nèi)圓周面還沿其圓周方向均布間隔連通設(shè)有數(shù)個(gè)霧化噴頭，每一所述霧化噴頭的輸出端均朝螺旋擋板方向向下設(shè)置，且將海水霧化成液體小顆粒朝螺旋擋板進(jìn)行噴淋，進(jìn)而對(duì)箱體內(nèi)的混合氣體進(jìn)行沖洗。

7、優(yōu)選的，所述壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括外殼ⅰ、第一端蓋、連接管ⅰ、外殼ⅱ、壓力水箱連接管、連接管ⅱ、外殼ⅲ、清洗水箱連接口和第二端蓋；所述連接管ⅰ、外殼ⅱ、連接管ⅱ以及外殼ⅲ均為水平橫向設(shè)置的中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，且從左至右依次同軸心設(shè)置，并相互之間分別密封連通；在所述外殼ⅲ的右端面還同軸心固定設(shè)有與其相匹配的第二端蓋，并通過第二端蓋對(duì)所述外殼ⅲ的右端面進(jìn)行密封；在所述外殼ⅲ的外圓周面靠左前側(cè)位置還垂直連通設(shè)有清洗水箱連接口，且所述外殼ⅲ通過清洗水箱連接口與所述混合氣體管遠(yuǎn)離空氣壓縮機(jī)的一端密封連通；在所述外殼ⅱ的底部中間位置還垂直連通設(shè)有壓力水箱連接管，且所述外殼ⅱ通過壓力水箱連接管與所述乙二醇水壓力水箱的內(nèi)部密封連通；在所述連接管ⅰ的左側(cè)還豎直設(shè)有圓柱體狀的外殼ⅰ，且在所述外殼ⅰ的內(nèi)部還同軸心嵌入開設(shè)有圓形的補(bǔ)壓緩沖腔，并在所述外殼ⅰ的下端面還同軸心固定設(shè)有與其相匹配的第一端蓋；所述連接管ⅰ的左端與所述外殼ⅰ的外圓周面靠右下側(cè)位置垂直固定連接，并與所述外殼ⅰ的補(bǔ)壓緩沖腔密封連通；在所述外殼ⅰ的上端面還同軸心嵌入開設(shè)有與高壓氮?dú)夤芟嗥ヅ涞牡獨(dú)膺B接口，且在所述外殼ⅰ的內(nèi)部相對(duì)于氮?dú)膺B接口和補(bǔ)壓緩沖腔之間還同軸心嵌入開設(shè)有圓形槽，所述圓形槽的直徑均小于補(bǔ)壓緩沖腔以及氮?dú)膺B接口的直徑，且所述高壓氮?dú)夤苓h(yuǎn)離高壓氮?dú)夤薜囊欢送ㄟ^氮?dú)膺B接口與所述外殼ⅰ同軸心固定連接，并經(jīng)圓形槽與所述外殼ⅰ的補(bǔ)壓緩沖腔密封連通。

8、優(yōu)選的，還包括第一閥桿、第一閥盤、第一彈簧、彈簧安裝座ⅰ和第一密封圈；在所述外殼ⅰ的補(bǔ)壓緩沖腔內(nèi)還豎直同軸心設(shè)有第一閥桿，所述第一閥桿的直徑小于所述圓形槽的直徑，且其下端同軸心延伸至所述外殼ⅰ的底部，并不延伸出所述外殼ⅰ的下端面；在所述外殼ⅰ的內(nèi)底面相對(duì)于第一閥桿位置還同軸心垂直嵌入開設(shè)有與第一閥桿相匹配的第一導(dǎo)向槽，且所述第一導(dǎo)向槽的下端豎直向下同軸心延伸至所述第一端蓋內(nèi)，并不延伸出所述第一端蓋的下表面；在所述第一閥桿的上端面還水平同軸心設(shè)有第一閥盤，且所述第一閥盤與所述第一閥桿整體成型，所述第一閥盤的直徑大于所述圓形槽的直徑，且小于所述外殼ⅰ的補(bǔ)壓緩沖腔直徑，并在所述第一閥盤的上表面還水平同軸心貼合固定設(shè)有與其相匹配的第一密封圈；在所述第一閥桿上相對(duì)于補(bǔ)壓緩沖腔中間位置還同軸心套接固定設(shè)有與第一彈簧相匹配的彈簧安裝座ⅰ，且在所述第一閥桿上相對(duì)于外殼ⅰ內(nèi)底面與彈簧安裝座ⅰ之間還同軸心套接設(shè)有第一彈簧，所述第一彈簧的上端與所述彈簧安裝座ⅰ的下表面固定連接，且其下端與所述外殼ⅰ的內(nèi)底面固定連接，并分別與所述第一導(dǎo)向槽以及第一閥桿互不干涉設(shè)置；所述第一彈簧的初始狀態(tài)需確保第一閥盤通過第一密封圈對(duì)圓形槽進(jìn)行封堵，且其彈簧力需確保在需要補(bǔ)壓時(shí)，高壓氮?dú)饪赏苿?dòng)第一閥盤和第一閥桿沿第一導(dǎo)向槽向第一端蓋方向移動(dòng)，并脫離圓形槽，進(jìn)而使高壓氮?dú)庖来谓?jīng)圓形槽、補(bǔ)壓緩沖腔、外殼ⅱ以及壓力水箱連接管對(duì)乙二醇水壓力水箱進(jìn)行壓力補(bǔ)充。

9、優(yōu)選的，還包括第二閥桿、第二閥盤、第二彈簧、彈簧安裝座ⅱ和第二密封圈；所述連接管ⅱ的內(nèi)徑小于所述外殼ⅲ的內(nèi)徑，且在所述外殼ⅲ內(nèi)還水平橫向同軸心設(shè)有第二閥桿，所述第二閥桿的直徑小于所述連接管ⅱ的內(nèi)徑，且其右端同軸心延伸至所述外殼ⅲ的右側(cè)面內(nèi)，并不延伸出所述外殼ⅲ的右外側(cè)面；在所述外殼ⅲ的右內(nèi)側(cè)面相對(duì)于第二閥桿位置還同軸心垂直嵌入開設(shè)有與第二閥桿相匹配的第二導(dǎo)向槽，且所述第二導(dǎo)向槽的右端水平向右同軸心延伸至所述第二端蓋內(nèi)，并不延伸出所述第二端蓋的右側(cè)面；在所述第二閥桿的左端面還豎直同軸心設(shè)有第二閥盤，且所述第二閥盤與所述第二閥桿整體成型；所述第二閥盤的直徑大于所述所述連接管ⅱ的內(nèi)徑，且小于所述外殼ⅲ的內(nèi)徑，并在其左端面還豎直同軸心貼合固定設(shè)有與其相匹配的第二密封圈；在所述第二閥桿上相對(duì)于外殼ⅲ內(nèi)部中間位置還同軸心套接固定設(shè)有與第二彈簧相匹配的彈簧安裝座ⅱ，且在所述第二閥桿上相對(duì)于外殼ⅲ右內(nèi)側(cè)面與彈簧安裝座ⅱ之間還同軸心套接設(shè)有第二彈簧，所述第二彈簧的左端與所述彈簧安裝座ⅱ的右側(cè)面固定連接，且其右端與所述外殼ⅲ的右內(nèi)側(cè)面固定連接，并分別與所述第二導(dǎo)向槽以及第二閥桿互不干涉設(shè)置；所述第二彈簧的初始狀態(tài)需確保第二閥盤通過第二密封圈對(duì)連接管ⅱ的內(nèi)部右側(cè)進(jìn)行封堵，且其彈簧力需確保在需要泄壓時(shí)，高壓混合氣體可推動(dòng)第二閥盤和第二閥桿沿第二導(dǎo)向槽向第二端蓋方向移動(dòng)，并脫離連接管ⅱ，并將高壓混合氣體依次經(jīng)連接管ⅱ、外殼ⅲ、清洗水箱連接口以及混合氣體管送至空氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，進(jìn)而對(duì)乙二醇水壓力水箱進(jìn)行壓力泄放。

10、本發(fā)明的一種乙二醇水循環(huán)系統(tǒng)用壓力平衡裝置的使用方法，其創(chuàng)新點(diǎn)在于包括以下步驟：

11、（1）當(dāng)乙二醇水壓力水箱壓力偏低時(shí)

12、（1.1）高壓氮?dú)夤迌?nèi)的高壓氮?dú)饨?jīng)高壓氮?dú)夤軐?duì)第一閥盤施加作用力，推動(dòng)第一閥盤和第一閥桿沿第一導(dǎo)向槽向第一端蓋方向移動(dòng)，進(jìn)而對(duì)第一彈簧進(jìn)行壓縮，并使第一密封圈不再對(duì)圓形槽進(jìn)行封堵；

13、（1.2）高壓氮?dú)庖来谓?jīng)圓形槽、補(bǔ)壓緩沖腔進(jìn)入外殼ⅱ內(nèi)，由于此時(shí)高壓氮?dú)鈱?duì)第二閥盤施加的作用力小于第二彈簧的彈簧力，故不足以推動(dòng)第二閥盤，只能經(jīng)壓力水箱連接管進(jìn)入乙二醇水壓力水箱內(nèi)，進(jìn)而完成乙二醇水壓力水箱的壓力補(bǔ)充工作；

14、（2）當(dāng)乙二醇水壓力水箱壓力偏高時(shí)

15、（2.1）乙二醇水壓力水箱內(nèi)的高壓混合氣體經(jīng)壓力水箱連接管進(jìn)入外殼ⅱ內(nèi)，由于第二閥盤和第二密封圈的存在，外殼ⅱ內(nèi)的高壓混合氣體對(duì)第二閥盤施加作用力，推動(dòng)第二閥盤和第二閥桿沿第二導(dǎo)向槽向第二端蓋方向移動(dòng)，進(jìn)而對(duì)第二彈簧進(jìn)行壓縮，并使第二密封圈不再對(duì)連接管ⅱ右端進(jìn)行封堵；

16、（2.2）高壓混合氣體依次經(jīng)連接管ⅱ、外殼ⅲ、清洗水箱連接口以及混合氣體管送至空氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，進(jìn)而對(duì)乙二醇水壓力水箱進(jìn)行壓力泄放；

17、（2.3）壓縮后的混合氣體經(jīng)壓縮氣體管進(jìn)入箱體內(nèi)，并沿螺旋擋板旋轉(zhuǎn)向下運(yùn)動(dòng)；此時(shí)沖洗水管中的海水通過霧化噴頭噴出，霧化后的海水與混合氣體充分接觸；吸收了乙二醇水的氣霧在離心力作用下穿過四周的除沫濾網(wǎng)，氣霧凝結(jié)成液珠后通過箱體底部的廢水泄放口排出，而除去乙二醇水的氣體通過箱體頂部的透氣孔排出；

18、（3）當(dāng)高壓氮?dú)夤薜膲毫Ρ碇甘緣毫ζ蜁r(shí)，觸發(fā)報(bào)警裝置，并通過氮?dú)饧幼⒖谙蚋邏旱獨(dú)夤捱M(jìn)行氮?dú)庋a(bǔ)充；

19、（4）當(dāng)乙二醇水壓力水箱的液位傳感器指示液位偏低時(shí)，觸發(fā)報(bào)警裝置，并通過乙二醇水加注口向乙二醇水壓力水箱進(jìn)行乙二醇水補(bǔ)充。

20、本發(fā)明的有益效果：

21、（1）本發(fā)明能夠自動(dòng)平衡乙二醇水壓力水箱的壓力，從而維持乙二醇水循環(huán)系統(tǒng)壓力并可直接安裝在機(jī)艙中，在節(jié)約船艙布置空間的同時(shí)，還提高了lng燃料船舶供氣系統(tǒng)的安全性；

22、（2）本發(fā)明當(dāng)乙二醇水循環(huán)系統(tǒng)壓力偏低時(shí)，可通過第一彈簧、第一閥桿、第一閥盤、第一導(dǎo)向槽的配合，將高壓氮?dú)庖来谓?jīng)外殼ⅰ、外殼ⅱ以及壓力水箱連接管進(jìn)入乙二醇水壓力水箱，從而補(bǔ)充壓力；當(dāng)乙二醇水循環(huán)系統(tǒng)壓力偏高時(shí)，可通過第二彈簧、第二閥桿、第二閥盤、第二導(dǎo)向槽的配合來完成壓力泄放；從而實(shí)現(xiàn)乙二醇水循環(huán)系統(tǒng)的自動(dòng)壓力平衡，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，布置位置靈活，可靠性高；

23、（3）本發(fā)明將壓力泄放排出的混合氣體通過廢氣清洗箱進(jìn)行清洗后，再釋放到周圍環(huán)境，符合環(huán)保要求。