[實用新型]一種LNG冷能多級回收綜合利用系統

有效

• 申請號: 201120295065.5
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN202250273U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 廖品常;付成山
• 申請（專利權）人: 北京天成山泉電子科技有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K11/02;F01K25/10;F01D15/10;F25B29/00;F25B27/02
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本實用新型涉及能量的轉換利用領域，特別涉及一種LNG(液化天然氣)冷能多級回收綜合利用系統。該系統依據LNG的汽化特性曲線對LNG冷能采用多級回收綜合利用的方式，提高了LNG冷能的回收率。

背景技術

隨著國家對減少碳排放和提高節能效率的要求日益提高，我國的能源消費結構將更加倚重天然氣。未來天然氣的供應中，來自海外的LNG比重占較大份額。無論是從海外進口的LNG，還是我國制取的LNG，在汽化時要放出大量的冷能，一般為830-860kJ/kg。世界各國都在努力探索提高LNG冷能利用率的途徑和方法，其中發電和供冷是主要途徑。目前，利用LNG冷能發電的方法主要有直接膨脹循環、郎肯循環或二者的復合循環等。由于LNG冷能釋放溫度跨度大，換熱溫差懸殊，造成冷火用損失大，LNG冷能利用效率難于提高，一般LNG冷能利用率只有30％左右。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種LNG冷能多級回收綜合利用系統。該系統依據LNG的汽化特性曲線對LNG冷能采用多級回收綜合利用的方式，提高了LNG冷能的回收率。

所述的LNG冷能多級回收綜合利用系統包括：

1)、由LNG儲罐、加壓泵、第一冷凝器、第二冷凝器、第一換熱器、第二換熱器和第三膨脹透平機構成的LNG汽化升溫膨脹主回路，該主回路與天然氣管網或用戶連接；

2)、由第一冷凝器、第一壓縮機、第一蒸發器、第一膨脹透平機和第一發電機構成的第一級郎肯循環發電單元；

3)、由第二冷凝器、第二壓縮機、第二蒸發器、第二膨脹透平機和第二發電機構成的第二級郎肯循環發電單元；

4)、由第一換熱器、第一循環泵和儲冰槽構成的低溫儲冰供冷單元；

5)、由第二換熱器、第二循環泵和熱水器構成的LNG加熱低溫供熱單元；

6)、由第三膨脹透平機和第三發電機構成的膨脹發電單元；

在所述LNG汽化升溫膨脹主回路中，LNG儲罐通過管路依次與加壓泵、第一冷凝器、第二冷凝器、第一換熱器、第二換熱器和第三膨脹透平機連接。

在所述第一級郎肯循環發電單元中，第一冷凝器通過管路依次與第一壓縮機、第一蒸發器和第一膨脹透平機連接并回到第一冷凝器構成封閉的循環回路，在該循環回路中充有冷媒工質I，第一膨脹透平機通過機械軸與第一發電機連接，第一蒸發器通過另一管路與低溫供冷管路連接。

在所述第二級郎肯循環發電單元中，第二冷凝器通過管路依次與第二壓縮機、第二蒸發器和第二膨脹透平機連接并回到第二冷凝器構成封閉的循環回路，在該循環回路中充有冷媒工質II，第二膨脹透平機通過機械軸與第二發電機連接，第二蒸發器通過另一管路與低溫供冷管路連接。

在所述低溫儲冰供冷單元中，第一換熱器通過管路依次與第一循環泵和儲冰槽連接并回到第一換熱器構成封閉的循環回路，在該循環回路中充有冷媒工質III，儲冰槽通過另一管路與低溫供冷管路連接。

在所述LNG加熱低溫供熱單元中，第二換熱器通過管路依次與第二循環泵和熱水器連接并回到第二換熱器構成封閉的循環回路，在該循環回路中充有工質水，熱水器通過另一管路與低溫供熱管路連接。

在所述膨脹發電單元中，第三膨脹透平機通過機械軸與第三發電機連接。

優選地，所述冷媒工質I包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷、乙烯、丙烯、二氟甲烷、三氟甲烷、二氟乙烷、三氟乙烷、四氟乙烷或五氟乙烷。

優選地，所述冷媒工質II包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷、乙烯、丙烯、二氟甲烷、三氟甲烷、二氟乙烷、三氟乙烷、四氟乙烷或五氟乙烷。

優選地，所述冷媒工質III包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷、乙烯、丙烯、二氟甲烷、三氟甲烷、二氟乙烷、三氟乙烷、四氟乙烷或五氟乙烷。

優選地，所述的熱水器是燃氣熱水器、太陽能熱水器、電熱水器、地熱熱水器或余熱熱水器。

在所述LNG汽化升溫膨脹主回路中，LNG儲罐輸出的LNG經加壓泵加壓后送至第一冷凝器，在第一冷凝器中LNG吸收冷媒工質I的熱量汽化為天然氣的飽和蒸汽，該飽和蒸汽在第二冷凝器中吸收冷媒工質II的熱量后進入第一換熱器，在第一換熱器中天然氣吸收冷媒工質III的熱量繼續升溫，升溫后的天然氣進入第二換熱器，在第二換熱器中天然氣吸收工質水的熱量再次升溫，升溫后的天然氣進入第三膨脹透平機膨脹做功，天然氣膨脹做功降溫后進入管網或用戶。