ES2295747T3 - Estacion transportable de aprovisionamiento de reaccionantes. - Google Patents

Estacion transportable de aprovisionamiento de reaccionantes. Download PDF

Info

Publication number
ES2295747T3
ES2295747T3 ES04021664T ES04021664T ES2295747T3 ES 2295747 T3 ES2295747 T3 ES 2295747T3 ES 04021664 T ES04021664 T ES 04021664T ES 04021664 T ES04021664 T ES 04021664T ES 2295747 T3 ES2295747 T3 ES 2295747T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
equipment
container
unit
submarine
refueling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES04021664T
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Dipl.-Ing. Kanning
Frank Dipl.-Ing. Looss
Stephan Dipl.-Ing. Kubisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Original Assignee
Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH filed Critical Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2295747T3 publication Critical patent/ES2295747T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/005Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03Control means
    • F17C2250/032Control means using computers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

Estación transportable de aprovisionamiento de reaccionantes para el repostaje de un submarino (44) equipado con un sistema de propulsión por pilas de combustible, en la que están previstos al menos un contenedor de equipamiento transportable (2), en el que está colocado un dispositivo de vigilancia (SE) para vigilar el proceso de repostaje, un dispensador preferiblemente transportable (DE) para el repostaje del submarino (44) con hidrógeno y un equipo de agua de refrigeración transportable (KE) para el suministro de agua de refrigeración a los acumuladores de hidrógeno dispuestos en el submarino (44).

Description

Estación transportable de aprovisionamiento de reaccionantes.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La invención concierne a una estación transportable de aprovisionamiento de reaccionantes para el repostaje de un submarino equipado con un sistema de propulsión por pilas de combustible.
Se conocen submarinos que están equipados con instalaciones de pilas de combustible para el suministro de energía con independencia del aire exterior. Estos sistemas de pilas de combustible necesitan como reaccionantes hidrógeno y oxígeno, así como nitrógeno empleado como gas de barrido y de presión. Por tanto, es necesario repostar el submarino con estas materias de consumo. Hasta ahora, no existen para ello estaciones adecuadas de aprovisionamiento de reaccionantes que satisfagan especialmente los requisitos impuestos a la utilización marítima y militar.
En el documento US 5762119 se ha descrito una estación transportable de aprovisionamiento de reaccionantes. En el documento US 2002/073618 se ha descrito un recipiente acumulador de hidrógeno con un dispositivo de refrigeración integrado.
Por tanto, el cometido de la invención consiste en crear una estación de aprovisionamiento de reaccionantes para repostar un submarino equipado con un sistema de propulsión por pilas de combustible.
Este problema se resuelve por medio de una estación transportable de aprovisionamiento de reaccionantes con las características indicadas en la reivindicación 1. Formas de realización preferidas se desprenden de las reivindicaciones subordinadas.
La estación transportable de aprovisionamiento de reaccionantes según la invención para el repostaje de un submarino equipado con un sistema de propulsión por pilas de combustible presenta al menos un contenedor de equipamiento transportable. En este contenedor de equipamiento está dispuesto al menos un dispositivo de control o una unidad de vigilancia para vigilar preferiblemente todo el proceso de repostaje del submarino. Asimismo, está previsto un dispensador preferiblemente transportable para el repostaje del submarino con hidrógeno. La unidad dispensadora (trayecto de conducción de gas y de regulación) forma la interfaz entre la acometida de un suministro de hidrógeno gaseoso y la acometida del submarino. Sirve aquí para regular el caudal másico de hidrógeno y la presión del hidrógeno para la carga controlada de los acumuladores de hidruro metálico en el submarino. El suministro se efectúa aquí con hidrógeno gaseoso, bien directamente desde una cisterna (por ejemplo, un camión cisterna) o bien desde una unidad de aumento de presión y de evaporación, en caso de que se suministre el hidrógeno en forma líquida. El dispensador sirve para limitar y controlar la presión y el caudal másico de H_{2}. En particular, se protegen los acumuladores de hidruro metálico en el submarino contra sobrepresión por medio de la unidad dispensadora, ya que en el submarino no existe usualmente ninguna válvula de seguridad.
La estación transportable de aprovisionamiento de reaccionantes comprende también, como componente esencial, un equipo transportable de agua de refrigeración para el suministro de agua de refrigeración de los acumuladores de hidrógeno dispuestos en el submarino. Durante la carga de los acumuladores de hidruro metálico-hidrógeno con hidrógeno gaseoso (GH_{2}) se libera calor, es decir que la recogida de hidrógeno se efectúa por vía exoterma. Para una carga al 100% de los acumuladores de hidruro metálico es necesaria una temperatura constante del agua de como máximo 5ºC durante todo el tiempo que dura la carga, ya que, en caso contrario, disminuye la capacidad de acumulación del hidruro metálico. Por tanto, durante el repostaje con hidrógeno se refrigera el acumulador de hidruro metálico por medio de agua, preferiblemente agua de mar. El equipo de agua de refrigeración comprende todas las partes necesarias de la instalación para el suministro de agua de refrigeración a los acumuladores de hidruro metálico. Éstas son especialmente tuberías de unión correspondientes y equipos de bombeo para alimentar el agua de refrigeración necesaria al submarino y a los acumuladores de hidruro metálico. Todas las partes de la instalación de la estación de aprovisionamiento de reaccionantes son de construcción transportable, de modo que toda la estación de aprovisionamiento de reaccionantes puede ser transportada con facilidad hasta una instalación portuaria y puede ser erigida allí preferiblemente por dos personas para repostar un submarino con los reaccionantes hidrógeno y oxígeno y con el gas de barrido y de presión consistente en nitrógeno.
En el contenedor de equipamiento está previsto preferiblemente un distribuidor de corriente para el suministro de corriente a otros componentes de la instalación. Esto quiere decir que los demás componentes de la instalación, tales como dispensador, bombas, unidad de aumento de presión y de evaporación y otros equipos eléctricamente accionados, pueden conectarse al distribuidor de corriente del contenedor de equipamiento. El distribuidor de corriente posee a su vez unas interfaces correspondientes para el suministro externo de corriente, el cual puede efectuarse de preferencia discrecionalmente con 400 V, 50 Hz o con 440 V, 60 Hz (lo que corresponde a la toma terrestre OTAN). Asimismo, está previsto preferiblemente un punto de toma para la puesta a tierra del contenedor de equipamiento.
El dispensador está dispuesto preferiblemente en el contenedor de equipamiento. El dispensador es aquí preferiblemente desplazable por rodadura y puede ser extraído del contenedor de equipamiento. De esta manera, se reduce el número de partes de la instalación que se han de transportar, con lo que la instalación completa puede tenderse fácilmente en el lugar de utilización deseado. Además, el dispensador está protegido contra daños dentro del contenedor de equipamiento. Para el funcionamiento de la instalación se puede colocar entonces el dispensador por fuera del contenedor de equipamiento, permaneciendo preferiblemente el dispositivo de control del dispensador, al igual que la unidad de vigilancia, fijamente instalado en el contenedor de equipamiento.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Más preferiblemente, el equipo de agua de refrigeración está alojado también en el contenedor de equipamiento, pudiendo extraerse el dispositivo de agua de refrigeración hacia fuera del contenedor de equipamiento. Así, el equipo completo de agua de refrigeración, especialmente las tuberías de unión y las bombas de transporte, pueden ser estibados con seguridad en el contenedor de equipamiento. Durante la puesta en funcionamiento de la instalación se extraen del contenedor de equipamiento las partes del equipo de agua de refrigeración y se instalan éstas en las proximidades del submarino o del agua para suministrar al submarino el agua de refrigeración necesaria, preferiblemente agua de mar, para refrigerar los acumuladores de hidruro durante el repostaje con hidrógeno.
El equipo de agua de refrigeración presenta preferiblemente una unidad de bomba que puede ser unida eléctricamente con el distribuidor de corriente y vigilada preferiblemente por la unidad de vigilancia durante el funcionamiento. Esto hace posible que las bombas del equipo de agua de refrigeración sean alimentadas también centralmente con corriente a través del distribuidor de corriente. Además, la unión con la unidad de vigilancia dentro del contenedor de equipamiento hace posible que el proceso de refrigeración durante el repostaje pueda ser vigilada también por la unidad de vigilancia para mantener los acumuladores de hidruro metálico a la temperatura necesaria para el repostaje completo. Por ejemplo, el equipo de agua de refrigeración puede presentar una unidad de control y regulación propia que, en caso de averías, envíe señales de avería a la unidad de vigilancia incorporada en el contenedor de equipamiento, la cual puede señalarle entonces una avería al usuario y/o interrumpir el proceso de repostaje.
Según una forma de realización especial, está previsto, además, un conjunto transportable de agua fría para refrigerar el agua de refrigeración transportada por el equipo de agua de refrigeración. Este conjunto de agua fría es necesario para enfriar el agua de mar empleada para la refrigeración en caso de que la temperatura del agua de mar sea superior a 5ºC. Para el repostaje completo de los acumuladores de hidruro metálico-hidrógeno tiene que asegurarse durante todo el proceso de repostaje una temperatura del agua de refrigeración de un máximo de 5ºC. En caso de que el agua de mar circundante esté más caliente, no es necesario un llenado completo de los acumuladores de hidruro metálico-hidrógeno o bien se tiene que utilizar un conjunto correspondiente de agua fría para enfriar el agua de mar hasta la temperatura deseada. El conjunto de agua fría contiene un equipo de refrigeración cuya potencia necesaria depende de los parámetros ambientales, especialmente de la temperatura del agua de mar que está disponible. El conjunto de agua fría está construido preferiblemente como independiente de las restantes partes de la instalación, de modo que tiene que ser habilitado únicamente en caso de que la temperatura del agua de mar sea demasiado alta y sea necesaria una refrigeración. El suministro eléctrico del conjunto de agua fría se efectúa por separado o bien a través del distribuidor de corriente del contenedor de equipamiento. Además, se ha previsto preferiblemente, por motivos de seguridad, una puesta a tierra del conjunto de agua fría. Para regular el grupo de refrigeración del conjunto de agua fría se ha previsto en éste preferiblemente una unidad de control y regulación propia que puede unirse con la unidad de vigilancia central incorporada en el contenedor de equipamiento para transmitir a ésta señales de avería en caso de que se presenten averías.
Según otra forma de realización especial, se ha previsto una unidad transportable de aumento de presión y de evaporación que puede unirse con el dispensador para evaporar hidrógeno líquido y alimentarlo al dispensador. Esta unidad de aumento de presión y de evaporación es necesaria en caso de que se proporcione en forma líquida el hidrógeno de repostaje del submarino, ya que los acumuladores de hidruro metálico-hidrógeno de un submarino se pueden repostar exclusivamente con hidrógeno gaseoso. La unidad de aumento de presión y de evaporación está construida preferiblemente como una unidad separada, de modo que esta unidad de la estación de aprovisionamiento de reaccionantes tiene que ser habilitada únicamente cuando se suministre el hidrógeno en forma líquida. En caso de que se suministre el hidrógeno en forma gaseosa, se puede prescindir de la unidad de aumento de presión y de evaporación, de modo que ésta no tiene que ser transportada hasta la instalación portuaria.
La unidad de aumento de presión y de evaporación puede unirse eléctricamente de preferencia con el distribuidor de corriente incorporado en el contenedor de equipamiento y puede ser vigilada preferiblemente por la unidad de vigilancia. De esta manera, el suministro de corriente de la unidad de aumento de presión y de evaporación puede realizarse también centralmente a través del distribuidor de corriente incorporado en el contenedor de equipamiento. Cuando la unidad de aumento de presión y de evaporación está unida con la unidad de vigilancia del contenedor de equipamiento, ésta puede asumir también la vigilancia del proceso de evaporación del hidrógeno líquido durante el repostaje del submarino. A este fin, la unidad de aumento de presión y de evaporación puede estar provista de un dispositivo de control y regulación propio que, únicamente en caso de averías, envíe señales de avería a la unidad de vigilancia incorporada en el contenedor de equipamiento. La unidad de vigilancia sirve entonces como un dispositivo de vigilancia central que vigila todo el proceso de repostaje. Aparte de los terminales eléctricos para el suministro de corriente y para la unión con la unidad de vigilancia incorporada en el contenedor de equipamiento, la unidad de aumento de presión y de evaporación presenta preferiblemente también, por motivos de seguridad, una toma para la puesta a tierra de esta parte de la instalación.
De manera especialmente preferida, el contenedor de equipamiento, el conjunto de agua fría y/o la unidad de aumento de presión y de evaporación están construidos como un contenedor estándar y especialmente como un contenedor o bastidor de contenedor estándar de 20'. La construcción de las distintas partes de la instalación en forma de un contenedor estándar hace posible un fácil transporte de toda la estación de aprovisionamiento de reaccionantes hasta tierra, hasta el aire y hasta el mar, pudiendo emplearse todos los medios de transporte adecuados para transportar contenedores estándar. Así, no son necesarios vehículos de transporte especiales. Además, los contenedores o los bastidores de contenedor ofrecen durante el transporte una buena protección de las distintas partes de la instalación. Así, los contenedores y los bastidores de contenedor pueden construirse de manera que sean especialmente resistentes al agua de mar. A este fin, se prefiere una realización pesada de los contenedores con puerta de barco y ventana de barco. Cuando no se necesita la instalación, se pueden apilar y almacenar fácilmente los contenedores. En una forma de realización mínima la estación de aprovisionamiento de reaccionantes presenta preferiblemente al menos el contenedor de equipamiento, en el cual se estiban el dispensador y la unidad de vigilancia, así como las mangueras necesarias y las líneas eléctricas necesarias para la conexión de la instalación. El dispensador es desplazable preferiblemente por rodadura, de modo que, para su funcionamiento, puede ser extraído del contenedor de equipamiento, mientras que el distribuidor de corriente, la unidad de vigilancia y el dispositivo de control para el dispensador están de preferencia fijamente instalados en el contenedor de equipamiento. Además, en el contenedor está dispuesto el equipo de agua de refrigeración con bomba de agua de refrigeración y mangueras, de modo que en el contenedor están presentes también todos los dispositivos necesarios para la refrigeración de los acumuladores de hidruro metálico-hidrógeno. Así, en el caso de la configuración mínima se tiene que llevar al muelle únicamente el contenedor de equipamiento para repostar un submarino con los reactivos habilitados por separado. La unidad de aumento de presión y de evaporación está alojada preferiblemente en un segundo contenedor que solamente tiene que ser llevado al muelle en caso de que se suministre el hidrógeno en forma líquida. El conjunto de agua fría está alojado también preferiblemente en un contenedor separado que tiene que ser llevado al muelle solamente cuando el agua de mar disponible para la refrigeración presente una temperatura demasiado alta. En la versión completa la estación transportable de aprovisionamiento de reaccionantes presenta así preferiblemente tres contenedores correspondientes en sus dimensiones a contenedores estándar de 20'. Además, puede preverse un cuarto contenedor de transporte para recoger partes de equipamiento que no puedan estibarse en los restantes contenedores. Por otra parte, se ha previsto preferiblemente en uno de los contenedores, en particular preferiblemente en el contenedor de equipamiento, un compartimiento de estancia para una persona de servicio a fin de protegerla contra la intemperie.
Más preferiblemente, en el contenedor de equipamiento están alojados en forma extraíble dispositivos para el repostaje del submarino con oxígeno ultrafrío. Es necesario un repostaje del submarino con oxígeno para garantizar un funcionamiento de la instalación de pilas de combustible con independencia del aire exterior. Los dispositivos de repostaje con oxígeno comprenden sobre todo mangueras para unir una cisterna o un camión cisterna cargado de oxígeno ultrafrío con las acometidas de aprovisionamiento del submarino. Además, pueden estar previstas líneas de unión eléctricas que unan la unidad de vigilancia incorporada en el contenedor de equipamiento con el camión cisterna de oxígeno y/o con el submarino a fin de vigilar y controlar el proceso de aprovisionamiento con oxígeno. Las tuberías necesarias pueden estibarse también en el contenedor de equipamiento o pueden alojarse en el submarino.
Más preferiblemente, en el contenedor de equipamiento están alojados en forma extraíble dispositivos de repostaje del submarino con nitrógeno. Este dispositivo está constituido preferiblemente por la estación de compresor portátil y las mangueras y acometidas necesarias para unir un depósito de nitrógeno gaseoso comprimido con la acometida de repostaje del submarino. Las partes del dispositivo de repostaje del submarino con nitrógeno están estibadas en forma extraíble dentro del contenedor de equipamiento de tal manera que pueden ser extraídas del contenedor de equipamiento y llevadas a las proximidades del submarino para repostar éste con nitrógeno.
Más preferiblemente, se ha previsto un contenedor de transporte adicional para recoger objetos de equipamiento, pudiendo unirse también eléctricamente el contenedor de transporte, a efectos del suministro de corriente, con el distribuidor de corriente incorporado en el contenedor de equipamiento. De esta manera, el distribuidor de corriente del contenedor de equipamiento sirve de suministro de corriente central para las diferentes partes de la instalación. En el contenedor de transporte puede estar previsto, por ejemplo, un dispositivo de iluminación eléctricamente
accionado.
Todas las mangueras y líneas de unión que unen partes de la instalación con el submarino son preferiblemente de construcción tan larga y flexible que el submarino puede unirse con las partes de la instalación a diferentes alturas de muelle y también pueden compensarse diferencias de altura, por ejemplo a consecuencia de las subidas de las mareas. En particular, el conjunto de agua fría y el equipo de agua de refrigeración están configurados de modo que se pueda aspirar agua de mar a diferentes alturas de muelle y se pueda conducir ésta como agua de refrigeración a los acumuladores de hidruro metálico-hidrógeno del submarino. Las mangueras de unión con el submarino están provistas ventajosamente de un dispositivo de transferencia al barco, sistemas de alivio de cargas de tracción y una protección contra daños.
A continuación, se describe la invención a título de ejemplo con ayuda de los dibujos adjuntos. Muestran en éstos:
La figura 1, un diagrama de bloques esquemático de la estación de aprovisionamiento de reaccionantes según la invención y
La figura 2, esquemáticamente, la estructura de la estación de aprovisionamiento de reaccionantes en el muelle para el repostaje de un submarino.
La figura 1 muestra esquemáticamente en un diagrama de bloques la estructura de la versión completa de una estación de aprovisionamiento de reaccionantes según la invención. La versión completa mostrada a título de ejemplo está constituida por cuatro contenedores, el contenedor de equipamiento 2, un contenedor 4 con la unidad DVE de aumento de presión y de evaporación, un contenedor 6 con el conjunto de agua fría KW y un contenedor de transporte 8.
La pieza nuclear de la estación transportable de aprovisionamiento de reaccionantes es el contenedor de equipamiento 2. En el contenedor de equipamiento 2 está dispuesta una unidad dispensadora DE que sirve de trayecto de conducción de gas y de regulación para el repostaje de los acumuladores de hidruro metálico del submarino con hidrógeno gaseoso y que está construida en forma desplazable por rodadura, con lo que dicha unidad puede ser extraída del contenedor de equipamiento 2 para el funcionamiento de la instalación. A través de la unidad dispensadora se ajustan o regulan el caudal másico y la presión durante la carga de los acumuladores de hidruro metálico con hidrógeno gaseoso. Además, se regulan la cantidad de carga máxima y la presión de carga máxima a través de la unidad dispensadora. La unidad dispensadora sirve también para proteger los acumuladores de hidruro metálico contra sobrepresión, ya que en el submarino no están previstas usualmente válvulas de seguridad. Asimismo, en el contenedor de equipamiento 2 está alojada una unidad de vigilancia o de control y regulación SE que, como unidad de vigilancia central, vigila todo el proceso de repostaje del submarino con los reaccionantes. Además, en el contenedor de equipamiento está fijamente dispuesta una unidad de control y regulación para el dispensador, la cual está unida con la unidad dispensadora DE para controlarla o regularla. Esta unidad de control y regulación permanece también dentro del contenedor de equipamiento durante el funcionamiento de la instalación. La unidad de control y regulación para el dispensador y la unidad de vigilancia están instaladas fijamente en el contenedor de equipamiento en forma de armarios de distribución separados, pudiendo estar unida la unidad de control y regulación con la unidad de vigilancia de tal manera que se puedan transmitir señales de avería o de control entre las unidades.
Además, en el contenedor de equipamiento 2 está alojado un equipo de agua de refrigeración KE que puede ser extraído del contenedor de equipamiento 2. El equipo de agua de refrigeración KE está constituido por al menos una unidad de bomba y las mangueras necesarias para aspirar agua de mar a través de la unidad de bomba y alimentarla a los acumuladores de hidruro metálico del submarino para la refrigeración de los mismos. Las mangueras son de construcción suficientemente larga y flexible para poder asegurar un funcionamiento de la unidad de agua de refrigeración incluso a alturas de muelle diferentes y con niveles de agua fluctuantes. La unidad de agua de refrigeración es extraíble del contenedor para poder llevarla directamente al muelle hasta las proximidades del submarino. De esta manera, se pueden mantener cortas las mangueras necesarias. El dispositivo de mando y regulación de la unidad de agua de refrigeración KE está unido con la unidad de vigilancia SE, con lo que la unidad de control y regulación de la unidad de agua de refrigeración puede transmitir señales de avería a la unidad de vigilancia SE. El dispositivo de control y regulación de la unidad de agua de refrigeración KE se hace cargo del control de esta última, controlándose o regulándose especialmente su unidad de bomba de modo que la temperatura de los acumuladores de hidruro metálico se mantenga en un valor determinado durante el proceso de repostaje.
Además, en el contenedor de equipamiento 2 están alojados unos equipos OV para el suministro de LOX y unos equipos NV para el suministro de GN_{2} del submarino. Estos equipos consisten en las uniones de manguera y las acometidas necesarias para poder unir cisternas de oxígeno líquido y depósitos de nitrógeno gaseoso comprimido N_{2} con las acometidas de repostaje correspondientes del submarino. Para el repostaje de N_{2} están previstos también una estación de compresor, preferiblemente con accionamiento por aire comprimido, y un reductor de presión. Los dispositivos OV y NV están alojados también en forma extraíble dentro el contenedor de equipamiento 2, con lo que estos dispositivos pueden ser llevados directamente al muelle durante el repostaje para unir allí el submarino con las cisternas correspondientes. El oxígeno sirve en el submarino para el funcionamiento de la instalación de pilas de combustible con independencia del aire exterior. El nitrógeno N_{2} se utiliza como gas de barrido, de presión y de protección.
La unidad dispensadora DE se une en su entrada 10 con una fuente de hidrógeno gaseoso GH_{2} y en su salida con una acometida de gas 12 de los acumuladores de hidrógeno del submarino. El repostaje de los acumuladores de hidruro metálico-hidrógeno del submarino se efectúa exclusivamente con hidrógeno gaseoso. Por consiguiente, la unidad dispensadora DE tiene que ser alimentada también con hidrógeno gaseoso. El hidrógeno gaseoso es proporcionado directamente en cisternas de gas comprimido correspondientes o bien tiene que ser generado a partir de hidrógeno líquido. A este fin, en la versión completa mostrada se ha previsto como componente adicional en el contenedor 4 la unidad DVE de aumento de presión y de evaporación. La unidad DVE de aumento de presión y de evaporación es alimentada en su entrada 14 con hidrógeno líquido LH_{2} proveniente de una cisterna correspondiente, por ejemplo un camión cisterna o un contenedor cisterna. La unidad DVE de aumento de presión y de evaporación entrega, en su salida 16, hidrógeno gaseoso que se alimenta a la entrada 10 de la unidad dispensadora DE. La unidad DVE de aumento de presión y de evaporación está unida, a través de una línea o líneas 18, con la unidad de vigilancia SE y con el distribuidor de corriente incorporados en el contenedor de equipamiento 2 para fines de control y de suministro de corriente. La unidad DVE de aumento de presión y de evaporación presenta un dispositivo de control y regulación propio que está unido con la unidad de vigilancia SE incorporada en el contenedor de equipamiento para poder enviar a ésta señales de avería. Así, se controla o regula a través de la unidad de control y regulación el funcionamiento de la unidad DVE de aumento de presión y de evaporación y se vigila este funcionamiento por medio de la unidad de vigilancia SE. El suministro de corriente de la unidad DVE de aumento de presión y de evaporación puede efectuarse a través de un distribuidor de corriente central (no mostrado aquí) previsto en el contenedor de equipamiento 2 o a través de una toma de corriente separada.
El equipo de agua de refrigeración KE aspira agua de mar a través de su unidad de bomba y la alimenta por unas mangueras correspondientes a una acometida de agua de refrigeración de los acumuladores de hidrógeno incorporados en el submarino. Cuando el agua de mar circundante presenta una temperatura demasiado alta, es necesaria una refrigeración adicional del agua. Así, para realizar un repostaje completo de los acumuladores de hidruro metálico-hidrógeno se tiene que asegurar una temperatura máxima constante del agua de refrigeración de 5ºC. Para enfriar el agua de refrigeración se ha previsto el conjunto de agua fría KW en el contenedor 6. Este conjunto está unido a través de la manguera 22 con la unidad de agua de refrigeración KE, la cual alimenta el agua de refrigeración enfriada por el conjunto de agua fría KW a la acometida de agua 20 del submarino. Asimismo, el conjunto de agua fría KW está unido a través de líneas eléctricas 24 con el contenedor de equipamiento o con la unidad de vigilancia SE para poder transmitir señales de avería de un dispositivo de control y regulación del conjunto de agua fría a la unidad de vigilancia central. Así, la unidad de vigilancia SE puede vigilar también de manera correspondiente el enfriamiento del agua de refrigeración, de modo que se proporcione una cantidad suficiente de agua de refrigeración con la temperatura deseada para mantener los acumuladores de hidrógeno del submarino a la temperatura máxima deseada durante el proceso de repostaje. El suministro de corriente se efectúa a través del distribuidor de corriente principal incorporado en el contenedor de equipamiento 2 o a través de una toma de corriente separada.
El contenedor de transporte adicional 8 sirve para recoger otros objetos de equipamiento que no pueden ser alojados en los otros tres contenedores 2, 4 y 6. Así, la estación completa de aprovisionamiento de reaccionantes puede ser alojada en cuatro contenedores estándar o bastidores de contenedores estándar de 20' (20 pies), los cuales hacen posible un fácil transporte de toda la instalación hasta tierra, hasta agua o hasta el aire. No son necesarios vehículos de transporte especiales.
Los dispositivos de suministro de LOX y de suministro de GN_{2} pueden unirse con una acometida 26 de LOX y una acometida 28 de GN_{2} del submarino, respectivamente.
Todas las partes de la instalación de la estación de aprovisionamiento de reaccionantes pueden ser alimentadas con corriente a través del distribuidor de corriente central del contenedor de equipamiento 2. Además, se ponen preferiblemente a tierra todas las partes de la instalación para evitar un riesgo de explosión. El distribuidor de corriente del contenedor de equipamiento posee interfaces correspondientes para el suministro externo de tensión o de corriente. Estas interfaces están adaptadas a la norma eléctrica generalmente disponible y presentan así discrecionalmente 400 V, 50 Hz o 440 V, 60 Hz (lo que corresponde a una toma terrestre OTAN).
La instalación descrita es la versión completa de la estación de aprovisionamiento de reaccionantes según la invención. Eventualmente, se puede prescindir de algunas de las partes de la instalación. Así, el contenedor 4 con la unidad DVE de aumento de presión y de evaporación no es necesario en caso de que se suministre directamente hidrógeno gaseoso. El contenedor 6 con el conjunto de agua fría KW no es necesario en caso de que el agua de mar disponible presente una temperatura suficientemente baja de menos de 5ºC o solamente sea necesario un repostaje parcial de los acumuladores de hidrógeno, el cual puede efectuarse a temperaturas más altas. En caso de que los objetos de equipamiento necesarios puedan alojarse completamente en los restantes contenedores 2, 4 y 6, se puede prescindir también del contenedor de transporte adicional. Por tanto, en la versión mínima es necesario únicamente el contenedor de equipamiento 2, en el cual están alojadas todas la partes de instalación y objetos de equipamiento esenciales de la estación de aprovisionamiento de reaccionantes. Además, en el contenedor de equipamiento 2 puede estar previsto un compartimiento de estancia para una persona de servicio, de modo que esta persona, protegida contra influencias climatológicas, pueda manipular la instalación durante el repostaje.
Los distintos componentes de la instalación pueden distribuirse también de otra manera sobre varios contenedores. Así, por ejemplo, la unidad dispensadora DE podría ser alojada también en el contenedor 4 con la unidad DVE de aumento de presión y de evaporación, pero esto tendría el inconveniente de que el contenedor 4 seguiría siendo necesario aun cuando se suministrara directamente hidrógeno gaseoso, ya que entonces la unidad dispensadora DE no podría llevarse al muelle con independencia de la unidad DVE de aumento de presión y de evaporación.
La figura 2 muestra esquemáticamente la instalación de la versión completa - descrita con ayuda de la figura 1 - de la estación de aprovisionamiento de reaccionantes en un muelle 30. Se han instalado sobre el muelle 30 el contenedor de equipamiento 2, los contenedores 4 y 6 y el contenedor de transporte 8. Cuando se efectúa el montaje, se han de mantener eventualmente determinadas distancias de seguridad entre las distintas partes de la instalación debido al riesgo de explosiones. El contenedor de equipamiento 2 está unido con una toma de corriente 34 a través de una línea de conexión eléctrica 32 para alimentar el distribuidor de corriente central incorporado en el contenedor de equipamiento 2. Además, entre los contenedores y entre un camión 35 de LH_{2} y el contenedor 4 con la unidad DVE de aumento de presión y de evaporación, entre la unidad DVE de aumento de presión y de evaporación y el contenedor de equipamiento 2, y entre el grupo de bomba 40, la unidad de agua de refrigeración KE y el submarino están previstas líneas eléctricas 36 para la compensación del potencial y para la unión con puntos 38 de puesta a tierra.
El hidrógeno se suministra en forma líquida en el camión 35 y se alimenta por una tubería 41 a la unidad DVE de aumento de presión y de evaporación. Desde la unidad de aumento de presión y de evaporación incorporada en el contenedor 4, la cual evapora el hidrógeno líquido, se alimenta el hidrógeno ahora gaseoso, a través de otra tubería 42, a la unidad dispensadora DE, la cual se ha extraído del contenedor de equipamiento 2 y montado por fuera de éste. La unidad dispensadora DE está unida para su control o regulación, a través de una línea correspondiente (no mostrada aquí), con el dispositivo de control y regulación correspondiente incorporado en el contenedor de equipamiento 2. Desde la unidad dispensadora DE se alimenta el hidrógeno gaseoso, a través de otra tubería flexible 43, a una acometida de repostaje del submarino 44. Aparte de las tuberías de hidrógeno 41 y 42, entre el contenedor de equipamiento 2 y el contenedor 4, así como el camión 35 están previstas otras líneas de señal y líneas de corriente para el suministro de corriente y la vigilancia de la unidad de aumento de presión y de evaporación por medio de la unidad de vigilancia SE dispuesta en el contenedor de equipamiento 2, las cuales no se muestran aquí con detalle.
Para refrigerar los acumuladores de hidruro metálico-hidrógeno en el submarino 44 durante el proceso de repostaje se han previsto el conjunto de agua fría KW en el contenedor 6 y la unidad de agua de refrigeración KE constituida sustancialmente por el grupo de bomba 40 y las mangueras 45, 46 y 47. A través de la manguera 45 se aspira agua de mar y se alimenta ésta al conjunto de agua fría KW incorporado en el contenedor 6. Allí se enfría el agua y ésta es alimentada por el grupo de bomba 40, a través de las mangueras 46 y 47, a una acometida de agua de refrigeración del submarino 44. El suministro eléctrico del conjunto de agua fría KW incorporado en el contenedor 6 y del grupo de bomba 40 se efectúa a través de tomas de corriente separadas o a través del distribuidor de corriente central incorporado en el contenedor de equipamiento 2. No se muestran aquí las líneas de conexión eléctrica correspondientes. Además, están previstas líneas de datos que unen la unidad de vigilancia SE incorporada en el contenedor de equipamiento 2 con el conjunto de agua fría KW y el grupo de bomba 4 para la vigilancia de estos elementos.
El contenedor de transporte 8 sirve para almacenar o transportar objetos de equipamiento que no están alojados en ninguno de los demás contenedores. Para el suministro de corriente, por ejemplo de una instalación de iluminación en el contenedor de transporte 8, está prevista una línea de conexión eléctrica 48 para su unión con el distribuidor de corriente incorporado en el contenedor de equipamiento 2.
Además, la versión completa de la estación de aprovisionamiento de reaccionantes presenta aún las partes de la instalación para el suministro de LOX y para el suministro de GN_{2}, las cuales se almacenan y transportan en el contenedor de equipamiento 2 y se montan por separado en el muelle 30 para efectuar el repostaje. Estas partes de la instalación no se muestran en la figura 2. El repostaje con oxígeno líquido (LOX) y nitrógeno gaseoso (GN_{2}) se efectúa directamente a través de los objetos de equipamiento correspondientes desde las cisternas de gas licuado o de gas comprimido en las que se mantienen preparados oxígeno líquido y nitrógeno gaseoso.
En versiones parciales de la instalación se puede prescindir del contenedor 4 con la unidad DVE de aumento de presión y de evaporación cuando el hidrógeno es proporcionado directamente en forma gaseosa. Además, se puede prescindir del contenedor 6 con el conjunto de agua fría cuando el agua de mar presenta una temperatura suficientemente baja para la refrigeración o bien se realiza tan sólo una carga parcial con hidrógeno. En este caso, el grupo de bomba 40 aspira el agua de refrigeración directamente a través de la manguera 45 y la alimenta por la manguera 47 a las acometidas de agua de refrigeración del submarino.
El proceso de repostaje completo es vigilado preferiblemente por una unidad de vigilancia prevista en el contenedor de equipamiento 2. El suministro de corriente completo de la instalación se efectúa también de preferencia centralmente a través de un distribuidor de corriente incorporado en el contenedor de equipamiento 2. Se pueden conectar y desconectar así todas las partes de la instalación desde el contenedor de equipamiento 2 e igualmente se señalizan y visualizan en la unidad de vigilancia central SE las eventuales perturbaciones que sean captadas por las unidades de control y regulación de los distintos componentes. Así se simplifican la conexión, la puesta en servicio y el funcionamiento de la instalación. Preferiblemente, la instalación completa está concebida de modo que pueda ser puesta fácilmente en funcionamiento por dos personas y se pueda realizar entonces el repostaje.
Lista de símbolos de referencia
2
Contenedor de equipamiento
4, 6
Contenedor
8
Contenedor de transporte
10
Entrada
12
Acometida de gas del acumulador de H_{2}
14
Entrada
16
Salida
18
Tubería
20
Acometida de agua
22
Manguera
24
Línea
26
Acometida de LOX
28
Acometida de GN_{2}
30
Muelle
32
Línea de conexión eléctrica
34
Toma de corriente
35
Camión de LH_{2}
36
Tuberías
38
Punto de puesta a tierra
40
Grupo de bomba
41, 42, 43
Tuberías de H_{2}
44
Submarino
45, 46, 47
Mangueras
48
Línea de conexión
DVE
Unidad de aumento de presión y evaporación
KW
Conjunto de agua fría
DE
Unidad dispensadora
SE
Unidad de vigilancia
KE
Unidad de agua de refrigeración
OV
Suministro de LOX
NV
Suministro de GN_{2}

Claims (12)

1. Estación transportable de aprovisionamiento de reaccionantes para el repostaje de un submarino (44) equipado con un sistema de propulsión por pilas de combustible, en la que están previstos al menos un contenedor de equipamiento transportable (2), en el que está colocado un dispositivo de vigilancia (SE) para vigilar el proceso de repostaje, un dispensador preferiblemente transportable (DE) para el repostaje del submarino (44) con hidrógeno y un equipo de agua de refrigeración transportable (KE) para el suministro de agua de refrigeración a los acumuladores de hidrógeno dispuestos en el submarino (44).
2. Estación de aprovisionamiento de reaccionantes según la reivindicación 1, en la que está previsto en el contenedor de equipamiento (2) un distribuidor de corriente para el suministro de corriente a otros componentes de la instalación.
3. Estación de aprovisionamiento de reaccionantes según la reivindicación 1 ó 2, en la que el dispensador (DE) está dispuesto, preferiblemente en forma extraíble, dentro del contenedor de equipamiento (2).
4. Estación de aprovisionamiento de reaccionantes según una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el equipo de agua de refrigeración (KE) está alojado en forma extraíble dentro del contenedor de equipamiento (2).
5. Estación de aprovisionamiento de reaccionantes según una de las reivindicaciones 2 a 4, en la que el equipo de agua de refrigeración (KE) presenta una unidad de bomba (40) que se puede unir eléctricamente con el distribuidor de corriente y cuyo funcionamiento puede ser vigilado preferiblemente por el dispositivo de vigilancia (SE).
6. Estación de aprovisionamiento de reaccionantes según una de las reivindicaciones anteriores, en la que está previsto un conjunto de agua fría transportable (KW) para enfriar el agua de refrigeración transportada por el equipo de agua de refrigeración (KE).
7. Estación de aprovisionamiento de reaccionantes según una de las reivindicaciones anteriores, en la que está prevista una unidad transportable (DVE) de aumento de presión y de evaporación que puede unirse con el dispensador (DE) para evaporar nitrógeno líquido y alimentarlo al dispensador (DE).
8. Estación de aprovisionamiento de reaccionantes según la reivindicación 7, en la que la unidad (DVE) de aumento de presión y de evaporación puede unirse eléctricamente con el distribuidor de corriente y puede ser vigilada durante el funcionamiento preferiblemente por el dispositivo de vigilancia (SE).
9. Estación de aprovisionamiento de reaccionantes según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el contenedor de equipamiento (2), el conjunto de agua fría (KW) y/o la unidad (DVE) de aumento de presión y de evaporación están construidos como un contenedor estándar o unos contenedores estándar de 20' y especialmente como bastidores de contenedores estándar (2, 4, 6).
10. Estación de aprovisionamiento de reaccionantes según una de las reivindicaciones anteriores, en la que unos dispositivos (OV) para el repostaje del submarino (44) con oxígeno ultrafrío están alojados en forma extraíble dentro del contenedor de equipamiento (2).
11. Estación de aprovisionamiento de reaccionantes según una de las reivindicaciones anteriores, en el que unos dispositivos (NV) para el repostaje del submarino (44) con nitrógeno están alojados en forma extraíble dentro del contenedor de equipamiento (2).
12. Estación de aprovisionamiento de reaccionantes según una de las reivindicaciones 2 a 11, en la que está previsto un contenedor de transporte adicional (8) para recoger objetos de equipamiento, el cual, para el suministro de corriente, se puede unir eléctricamente con el distribuidor de corriente incorporado en el contenedor de equipamiento (2).
ES04021664T 2003-09-19 2004-09-11 Estacion transportable de aprovisionamiento de reaccionantes. Expired - Lifetime ES2295747T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10343977A DE10343977A1 (de) 2003-09-19 2003-09-19 Transportable Reaktandentankstelle
DE10343977 2003-09-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2295747T3 true ES2295747T3 (es) 2008-04-16

Family

ID=34177900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES04021664T Expired - Lifetime ES2295747T3 (es) 2003-09-19 2004-09-11 Estacion transportable de aprovisionamiento de reaccionantes.

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1517079B1 (es)
AT (1) ATE382136T1 (es)
DE (2) DE10343977A1 (es)
ES (1) ES2295747T3 (es)
IL (1) IL164130A (es)
PT (1) PT1517079E (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005039202A1 (de) * 2005-08-18 2007-02-22 Linde Ag Mobile, autarke und immissionsfreie Wasserstoff-Tankstelle
WO2008075291A2 (en) * 2006-12-19 2008-06-26 L'air Liquide-Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method and vehicle for filling a gas storage vessel at enhanced flow rates
DE102007059087B4 (de) 2007-12-07 2009-08-27 Howaldtswerke-Deutsche Werft Gmbh Verfahren zum Betanken eines Metallhydridspeichers eines Unterseeboots mit Wasserstoff
DE102012203218A1 (de) * 2012-03-01 2013-09-05 Thyssenkrupp Marine Systems Gmbh Verfahren zum Befüllen eines Metallhydridspeichers mit Wasserstoff
CN102800882B (zh) * 2012-09-07 2014-08-27 湖北长海新能源科技有限公司 一种燃料电池发电系统
US10478929B2 (en) 2017-03-08 2019-11-19 A3 Labs LLC Energy source supply systems, energy source supply devices, and related methods
CN113526447B (zh) * 2021-08-12 2023-02-17 广泰智造科技(江苏)有限公司 一种撬装式加油站及其安全防爆系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0559816B1 (en) * 1990-11-23 1997-05-28 Vickers Shipbuilding & Engineering Limited Application of fuel cells to power generation systems
US5858568A (en) * 1996-09-19 1999-01-12 Ztek Corporation Fuel cell power supply system
US5762119A (en) * 1996-11-29 1998-06-09 Golden Spread Energy, Inc. Cryogenic gas transportation and delivery system
AT4883U1 (de) * 2000-06-23 2001-12-27 Hermeling Werner Dipl Ing Mobile füllanlage für gasflaschen
US6878353B2 (en) * 2000-12-20 2005-04-12 Texaco Ovonic Hydrogen Systems Llc Hydrogen storage bed system including an integrated thermal management system
JP4153690B2 (ja) * 2001-10-25 2008-09-24 本田技研工業株式会社 水素スタンド充填管理装置
DE10205272A1 (de) * 2002-02-08 2003-08-21 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zur Versorgung eines Brennstoffzellensystems mit einem Betriebsmittel
US6834508B2 (en) * 2002-08-29 2004-12-28 Nanomix, Inc. Hydrogen storage and supply system
US6755225B1 (en) * 2003-01-24 2004-06-29 Quantum Fuel Systems Technologies Worldwide, Inc. Transportable hydrogen refueling station
US6745801B1 (en) * 2003-03-25 2004-06-08 Air Products And Chemicals, Inc. Mobile hydrogen generation and supply system

Also Published As

Publication number Publication date
DE10343977A1 (de) 2005-05-04
PT1517079E (pt) 2008-03-06
EP1517079B1 (de) 2007-12-26
EP1517079A1 (de) 2005-03-23
IL164130A (en) 2005-06-19
ATE382136T1 (de) 2008-01-15
DE502004005779D1 (de) 2008-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2271239T3 (es) Estacion de aprovisionamiento de hidrogeno.
JP7500598B2 (ja) 流体燃料を貯蔵及び供給するための装置及び方法
US9873408B2 (en) Device for refueling, exchanging, and charging power sources on remote controlled vehicles, UAVs, drones, or any type of robotic vehicle or machine with mobility
EP2167864B1 (en) Station side cooling for refueling vehicle storage tanks with high pressure fuel
US5682750A (en) Self-contained liquid natural gas filling station
JP6329322B2 (ja) 自家発電及び蒸発ガス処理が可能な天然ガスハイドレートタンクコンテナ積載システム
US7602143B2 (en) System for replenishing energy sources onboard different types of automotive vehicles
KR101599264B1 (ko) 이동식 연료 공급소
US7178565B2 (en) Self-contained mobile fueling station
US5954101A (en) Mobile delivery and storage system for cryogenic fluids
EP3084286B1 (en) Liquid natural gas transfer
US20220299165A1 (en) Mobile liquid hydrogen recharger
ES2295747T3 (es) Estacion transportable de aprovisionamiento de reaccionantes.
AU767530B2 (en) Cyrogenic densification through introduction of a second cryogenic fluid
US20200277036A1 (en) Mobile container-tank module
BR112020006532B1 (pt) Central elétrica compacta e método para produção de energia
RU2270792C1 (ru) Стартовый комплекс для подготовки и пуска ракет-носителей с космическими аппаратами
JP2020536346A (ja) 燃料電池システム
KR102414036B1 (ko) 액체수소의 이동 충전소
KR100933380B1 (ko) 가반(可搬)형 반응물 충전장치
JP2007009981A (ja) 液化ガス供給設備及び液化ガス供給方法
JP6591931B2 (ja) 可搬式液化天然ガス供給設備
RU63233U1 (ru) Транспортируемый изотермический модуль для жидкой двуокиси углерода
CN118582655A (zh) 液化燃料介质存储系统及运输车辆
HK40029578A (en) Mobile container-tank module