详情

原文传递压缩天然气存储和运输系统

专利名称：	压缩天然气存储和运输系统
摘要：	一种用于存储和运输压缩天然气的系统，包括源设备和目的设备以及车辆，源设备和目的设备以及车辆中的每一个都包括压力容器。压力容器和该压力容器中的气体可以通过基于二氧化碳的制冷单元保持在冷状态下。液压流体(和/或氮气)压载物可以用于在压力容器被排空时填充压力容器，以便将压力容器保持在基本等压的状态下，这降低了容器疲劳并延长了容器寿命。压力容器可以是具有碳纤维和玻璃纤维缠绕物的混合容器。汲取管可延伸到压力容器中以选择性地从容器的顶部排出气体/将气体注入到容器的顶部，或从容器的底部排出液压流体/将液压流体注入到容器的底部中。撞击偏转器在容器内邻近汲取管设置以阻止流体引起的对容器壁的腐蚀。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	近岸自然气体有限责任公司
发明人：	佩德罗·T·桑托斯;大卫·I·斯科特
专利状态：	有效
申请日期：	2018-01-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201880023463.6
公开号：	CN110505977A
代理机构：	中科专利商标代理有限责任公司
代理人：	郭雪茹
分类号：	B60P3/20(2006.01);B;B60;B60P;B60P3
申请人地址：	美国德克萨斯州
主权项：	1.一种冷压缩气体运输车辆，包括：车辆；隔热空间，所述隔热空间由所述车辆支撑；压缩气体存储容器，所述压缩气体存储容器至少部分地设置在所述隔热空间中；和基于二氧化碳制冷剂的制冷单元，所述制冷单元由所述车辆支撑并被配置成冷却所述隔热空间。 2.根据权利要求1所述的冷压缩气体运输车辆，其中，所述制冷单元被配置成将所述隔热空间内的温度保持在-58.7℃与-98.5℃之间。 3.根据权利要求1所述的冷压缩气体运输车辆，其中，所述车辆是船或轮式车辆。 4.根据权利要求1所述的冷压缩气体运输车辆，其中，所述制冷单元被配置成将固态二氧化碳沉积到所述隔热空间中。 5.根据权利要求4所述的冷压缩气体运输车辆，其中，所述制冷单元被配置成当固态二氧化碳位于所述隔热空间中时，即使当所述制冷单元关闭时，也向所述隔热空间提供被动的基于升华的冷却。 6.根据权利要求1所述的冷压缩气体运输车辆，其中，所述容器包括气体端口和液压流体端口，所述气体端口以流体连通的方式连接到所述容器的内部容积的上部，所述液压流体端口以流体连通的方式连接到所述容器的内部容积的下部。 7.一种组合件，包括：根据权利要求6所述的车辆；以及源设备，所述源设备包括：压缩气体源，所述压缩气体源被配置成以流体连通的方式连接到所述车辆的容器的气体端口，以将压缩气体输送到所述车辆的容器；液压流体存储器，所述液压流体存储器被配置成通过液压流体通路以流体连通的方式连接到所述车辆的容器的液压流体端口，以便促进液压流体在所述车辆的容器与所述液压流体存储器之间的输送；和压力致动阀，所述压力致动阀设置在所述液压流体通路中，并被配置成随着压缩气体从所述压缩气体源流到所述车辆的容器中，当所述车辆的容器中的压力超过预定压力时，允许液压流体从所述车辆的容器流到所述源设备的液压流体存储器。 8.一种用于运输冷压缩气体的方法，所述方法包括：将压缩气体存储在位于车辆的隔热空间内的存储容器中；使用基于二氧化碳的制冷单元对所述隔热空间进行制冷；以及使所述车辆朝向目的设备移动。 9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述压缩气体包括压缩天然气。 10.根据权利要求8所述的方法，其中，对所述隔热空间进行制冷包括：将固态二氧化碳沉积在所述隔热空间中。 11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述移动包括：将所述车辆从第一地理位置移动到第二地理位置，并且其中在所述移动的整个过程中，所述隔热空间内的温度保持在-98.7℃与-58.5℃之间。 12.一种将压缩气体装载到容纳液压流体的容器中的方法，所述方法包括：通过(1)将压缩气体注入到所述容器中并(2)从所述容器移除液压流体，将所述压缩气体装载到所述容器中，其中，在所述装载的整个过程中，所述容器内的压力保持在以psig为单位的一定压力的20％内。 13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述装载的整个过程中，所述容器内的压力保持在以psig为单位的所述一定压力的1000psi内。 14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述一定压力为至少3000psig。 15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述注入的至少一部分发生在所述移除的至少一部分期间。 16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述液压流体包括硅基流体。 17.根据权利要求12的方法，其中，在所述装载的整个过程中，所述容器中的温度保持在-78.5℃的30℃内。 18.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述装载之前的所述容器中的液压流体体积超过在所述装载之后的所述容器中的液压流体体积至少所述容器的内部容积的50％。 19.根据权利要求18所述的方法，还包括：在所述装载之后，通过(1)将液压流体注入到所述容器中并(2)从所述容器移除压缩气体，卸载所述容器，其中在所述卸载期间，所述容器内的压力保持在以psig为单位的所述一定压力的20％内。 20.根据权利要求19所述的方法，其中，在所述卸载的整个过程中，所述容器的温度保持在-78.5℃的30℃的范围内。 21.根据权利要求19所述的方法，其中，在所述卸载之后的所述容器中的液压流体体积超过在所述卸载之前的所述容器中的液压流体体积至少所述容器的内部容积的50％。 22.根据权利要求21所述的方法，还包括：以循环的方式重复所述装载和所述卸载至少19次以上，其中在所述循环重复的整个过程中，所述容器内的压力保持在以psig为单位的所述一定压力的10％内。 23.根据权利要求21所述的方法，其中：所述容器由车辆支撑；所述装载发生在第一地理位置处；以及所述卸载发生在不同于所述第一地理位置的第二地理位置处。 24.一种压缩气体存储和运输车辆，包括：车辆；压缩气体存储容器，所述压缩气体存储容器由所述车辆支撑；液压流体存储器，所述液压流体存储器由所述容器支撑；通路，所述通路将所述液压流体存储器连接到所述压缩气体存储容器；和泵，所述泵设置在所述通路中，并被配置成选择性地将液压流体从所述存储器泵送通过所述通路进入到所述压缩气体存储容器中。 25.根据权利要求24所述的压缩气体存储和运输车辆，其中所述压缩气体存储容器包括多个压力容器；和所述液压流体存储器至少部分地设置在所述多个压力容器之间的间隙空间中。 26.根据权利要求24所述的压缩气体存储和运输车辆，其中，所述车辆是船。 27.根据权利要求24所述的车辆，其中，所述车辆是机车。 28.根据权利要求24所述的压缩气体存储和运输车辆，还包括：隔热空间，所述隔热空间由所述车辆支撑，其中所述容器和所述液压流体存储器设置在所述隔热空间中；和基于二氧化碳制冷剂的制冷单元，所述制冷单元由所述车辆支撑并被配置成冷却所述隔热空间。 29.一种输送压缩气体的方法，所述方法包括：在第一地理位置处将压缩气体装载到容器内；在所述装载之后，将所述容器移动到不同于所述第一地理位置的第二地理位置；在所述第二地理位置处，从所述容器卸载压缩气体；在所述第二地理位置处，将压缩氮气装载到所述容器中；在所述第二地理位置处卸载和装载之后，将所述容器移动到第三地理位置；以及在第三地理位置处，从所述容器卸载氮气，其中在将压缩气体和氮气装载到容器中、将所述容器移动到所述第二地理位置和所述第三地理位置、以及从所述容器卸载所述压缩气体和氮气的整个过程中，所述容器内的压力保持在以psig为单位的一定压力的20％内。 30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述第一地理位置是所述第三地理位置。 31.根据权利要求29所述的方法，还包括：重复权利要求29中所述的步骤，同时所述容器内的压力保持在以psig为单位的所述一定压力的20％内。 32.一种用于存储压缩气体的容器，所述容器包括：流体密封衬里，所述流体密封衬里中限定有所述容器的内部容积；至少一个端口，所述至少一个端口与所述内部容积流体连通；碳纤维，所述碳纤维围绕所述衬里缠绕；和玻璃纤维，所述玻璃纤维围绕所述衬里缠绕。 33.根据权利要求32所述的容器，其中，所述内部容积大致是有凸出端部的圆筒形。 34.根据权利要求33所述的容器，其中，所述容器的外径为至少3英尺。 35.根据权利要求32所述的容器，其中，所述内部容积为至少10，000升。 36.根据权利要求32所述的容器，其中，所述容器的长度与所述容器的外径的比值为至少4∶1。 37.根据权利要求32所述的容器，其中，所述容器的长度与所述容器的外径的比值小于10∶1。 38.根据权利要求32所述的容器，其中，根据所述内部容积的形状，所述碳纤维沿着加强所述衬里的最薄弱部分的路径围绕所述衬里缠绕。 39.根据权利要求32所述的容器，其中，所述碳纤维相对于所述容器的与所述圆筒形形状同心的纵向轴线围绕所述衬里以对角的方式缠绕。 40.根据权利要求32所述的容器，其中，所述衬里包括超高分子量聚乙烯。 41.根据权利要求32所述的容器，其中，所述碳纤维在选择性的位置上围绕所述衬里缠绕，使得所述碳纤维形成绕所述衬里的非连续层。 42.根据权利要求41所述的容器，其中，所述玻璃纤维围绕所述衬里缠绕，以便形成绕所述衬里的连续层。 43.根据权利要求32所述的容器，还包括设置在所述衬里外部并纵向间隔开的多个加强箍。 44.根据权利要求43所述的容器，还包括多个抗拉结构，所述多个抗拉结构在纵向间隔开的所述多个加强箍中的两个加强箍之间纵向延伸，其中所述多个抗拉结构彼此周向地间隔开。 45.根据权利要求32所述的容器，其中：所述至少一个端口包括第一端口；所述容器还包括：第一汲取管，所述第一汲取管位于所述内部容积内并与所述第一端口流体连通，所述第一汲取管具有与所述内部容积流体连通的第一开口，所述第一开口设置在所述内部容积的下部中；和第一撞击偏转器，所述第一撞击偏转器在所述内部容积中设置在所述第一开口与所述衬里的内表面之间，所述第一撞击偏转器被定位成阻止经由所述第一汲取管进入所述内部容积的物质有力地撞击在所述衬里的内表面上。 46.根据权利要求45所述的容器，其中：所述至少一个端口包括第二端口；以及所述容器还包括：第二汲取管，所述第二汲取管位于所述内部容积内并与所述第二端口流体连通，所述第二汲取管具有与所述内部容积流体连通的第二开口，所述第二开口设置在所述内部容积的上部中；和第二撞击偏转器，所述第二撞击偏转器在所述内部容积中设置在所述第二开口与所述衬里的内表面之间，所述第二撞击偏转器被定位成阻止经由所述第二汲取管进入所述内部容积的物质有力地撞击在所述衬里的内表面上。 47.一种用于存储压缩气体的容器，所述容器包括：流体密封容器，所述流体密封容器具有形成内部容积的内表面；第一端口，所述第一端口与所述内部容积流体连通；第一汲取管，所述第一汲取管位于所述内部容积内并与所述第一端口流体连通，所述第一汲取管具有与所述内部容积流体连通的第一开口，所述第一开口设置在所述内部容积的下部或上部中的一个内；和第一撞击偏转器，所述第一撞击偏转器在所述内部容积中设置在所述第一开口与所述内表面之间，所述第一撞击偏转器被定位成阻止经由所述第一汲取管进入所述内部容积的物质有力地撞击在所述衬里的内表面上。 48.根据权利要求47所述的容器，其中：所述第一开口设置在所述内部容积的下部中；以及所述容器还包括：第二端口，所述第二端口与所述内部容积流体连通；第二汲取管，所述第二汲取管位于所述内部容积内并与所述第二端口流体连通，所述第二汲取管具有与所述内部容积流体连通的第二开口，所述第二开口设置在所述内部容积的上部中；和第二撞击偏转器，所述第二撞击偏转器在所述内部容积中设置在所述第二开口与所述内表面之间，所述第二撞击偏转器被定位成阻止经由所述第二汲取管进入所述内部容积的物质有力地撞击在所述内表面上。 49.一种组合件，包括：压力容器，所述压力容器形成内部容积；第一通路，所述第一通路将所述内部容积以流体连通的方式连接到一端口；常开的传感器控制阀，所述传感器控制阀设置在所述通路中，所述阀具有传感器；第二通路，所述第二通路将所述内部容积连接到排放口；和爆裂对象，所述爆裂对象设置在所述第二通路中并阻塞所述第二通路，以防止流体从所述内部容积流到所述排放口，所述爆裂对象被暴露于所述内部容积内的压力，并且对该压力的失效阻力低于所述压力容器，其中所述爆裂对象被定位并配置成使得所述爆裂对象的由压力引起的失效将疏通所述第二通路，并使所述内部容积中的加压流体从所述内部容积经由所述第二通路排放到排放口，其中所述传感器能够在所述爆裂对象与所述排放口之间操作地连接到所述第二通路，并被配置成感测由所述爆裂对象的失效导致的流体的流动，并以响应的方式关闭所述阀。
所属类别：	发明专利