[發明專利]一種以液化天然氣冷能和太陽能為動力來源的發電方法及其裝置

無效

• 申請號: 201310349702.6
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN103485851A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 曾蓬;蘇圣鈞;潘振;陳保東
• 申請（專利權）人: 中國寰球工程公司遼寧分公司
• 主分類號: F01K25/08
• 分類號: F01K25/08;F01K23/00;F24J2/04
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術領域

本發明屬于油氣儲存與運輸工程技術領域，具體涉及一種以液化天然氣冷能和太陽能為動力來源的發電方法及其裝置。

背景技術

隨著社會快速發展，在世界第一大能源石油不斷減少的推動作用下，人們不斷開發新能源，作為世界三大能源之一的天然氣映入了人們的眼簾，并在不斷開發研究已趨于成熟，然而，對于液化天然氣所攜帶的巨大冷能人們卻并未予以重視，根據數據表明，每噸液化天然氣氣化將釋放850MJ左右的能量。

液化天然氣工業近十年的發展及其迅速，世界上液化天然氣的生產應用以年均20%的速度增長，年運輸與貿易額高達6000多萬噸，占據總貿易額的24%。這為液化天然氣冷能的回收利用提供了良好的基礎。而我國作為世界第二大能源生產國和消費國，需要海外進口數量巨大的液化天然氣。因此，研究利用液化天然氣冷能對社會發展具有重要意義。

在當今技術條件下，液化天然氣冷能利用方式主要包括：冷能發電、空氣分離、低溫粉碎、低溫冷庫等。而冷能發電一般需要高低溫兩種熱源，液化天然氣冷能作為低溫熱源可為其提供冷量，高溫熱源則可選取新型能源太陽能，作為新型能源的太陽能技術研究已相對成熟，如太陽能熱水器，而正是利用太陽能加熱水這一方法作為冷能發電的另一構成要素。

因此，為了優化能源結構，大力發展液化天然氣產業，充分高效地利用液化天然氣的冷能，并結合新型能源共同發展，有利于節約能源，創造巨大的經濟效益，同時，與環境構成可持續、友好的發展關系。

發明內容

本發明的目的是提供一種以液化天然氣冷能和太陽能為動力來源的發電裝置。

隨著天然氣工業的發展，液化天然氣作為一種有效的運輸方式為天然氣管網尚未覆蓋到的地區提前供應上了清潔而又優質的能源，那么，在使用液化天然氣的同時，也釋放了巨大超低溫位冷能，在不影響下游用戶正常使用天然氣的同時，借助太陽能加熱水來實現冷能發電，將液化天然氣氣化站運行成本最低化，并創造效益。

本發明技術方案如下：液化天然氣經過液化天然氣泵提升壓力送至冷凝器，在冷凝器中與逆流方向的工質丙烯交差換熱，將液化天然氣氣化成-43^oC左右的氣態天然氣。由于仍具有一部分高溫位冷能，所以，將其送至水浴氣化器為冷凍水提供冷量，此后的天然氣再經過第二汽輪機膨脹發電后通過空溫氣化器進一步升溫便可送入天然氣外輸管網；水通過水泵提供動力，將其送入太陽能集熱器中進行加熱，加熱后的水進入到水箱中儲存，高溫水來到蒸發器中為工質丙烯提供熱量，放熱后的水重新變為低溫水進入水泵加壓完成一次循環；在冷媒循環發電系統中，用來發電的工質丙烯在經過工質泵提升壓力后進入到蒸發器中，加壓、升溫后的工質丙烯被送到第一汽輪機中進行發電，膨脹做功后的工質變為低溫、低壓氣體，低溫、低壓氣體被送到冷凝器中冷凝、工質泵中升壓完成一次做功循環；冷凍水制備系統中，冷凍水流經水浴氣化器與低溫氣態天然氣逆向流動交差換熱進行降溫，為氣化站內的中央空調提供冷凍水。

如上所述的一種以液化天然氣冷能和太陽能為動力來源的發電裝置：

液化天然氣通過冷凝器換熱氣化，將液化天然氣的低溫位冷能傳遞給工質丙烯，之后再將升溫氣化后的天然氣高溫位冷能通過水浴氣化器傳遞給冷凍水，為氣化站中的中央空調提供冷凍水。此時，仍具有較高壓力的天然氣通過汽輪機降壓發電，最后進行進一步升溫、調壓、加臭便可輸入到天然氣外輸管網。工質丙烯以液化天然氣冷能作為低溫熱源，以太陽能集熱器加熱水為高溫熱源構成低溫郎肯循環發電系統，為氣化站提供電能。水循環中太陽能作為熱量來源，對水不斷進行加熱，水又不斷將熱量傳遞給工質丙烯完成循環。

本發明裝置在運行過程中，需將液化天然氣在管道中的壓力通過液化天然氣泵提升至3.0MP，并且液化天然氣在冷凝器出口溫度設定為-43^oC,工質丙烯在冷凝器的出口溫度為-38^?oC，在蒸發氣出口溫度設定為23.6^?oC，以此來將整個裝置效率最大化。

本發明的優點是：本裝置依據不同壓力下液化天然氣氣化過程中冷火用隨溫度的分布情況及其有關特性，采取3.0MP下的壓力運行，將液化天然氣的冷火用集中利用，充分降低液化天然氣的冷火用損失，并且將液化天然氣冷能分為高、低溫位冷能加以充分利用。更重要的是本發明中采用了取之不盡的太陽能作為高溫位水的能量來源，為整套裝置節省運行費用，同時工質丙烯完成發電為氣化站創造效益。

附圖說明

圖1為本發明以液化天然氣冷能和太陽能為動力來源的發電裝置和工藝流程示意圖。

具體實施方式