[發明專利]冷量利用的熱電冷汽暖淡六聯產系統

有效

• 申請號: 201610198714.7
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105841395B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 曹文勝;何宏舟
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F24D1/08;C02F1/22;F01K25/10;C02F103/08
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司35203
• 代理人: 朱凌

技術領域

本發明涉及熱能領域，特別是涉及一種冷量利用的熱電冷汽暖淡六聯產系統。

背景技術

通常的液化天然氣（LNG）多存儲在112K、壓力為0.1Mpa左右的低溫儲罐內，其密度為標準狀態下甲烷的600多倍，體積能量密度為汽油的72%，十分有利于輸送和儲存。每生產一噸LNG的動力及公用設施耗電量約為850kWh，而在LNG用戶終端，一般又需將LNG通過汽化器氣化后使用，氣化時放出很大的冷量，其值大約為830kJ/kg（包括液態天然氣的汽化潛熱和氣態天然氣從儲存溫度復溫到環境溫度的顯熱）。這一部分冷能通常在天然氣汽化器中隨海水或空氣被舍棄了，造成了能源的浪費。國外已對LNG冷能的應用展開了廣泛研究，并在低溫發電、冷凍食品及空氣液化等方面達到實用化程度，經濟效益和社會效益非常明顯。

一套熱電冷（熱水、發電、制冷）三聯供系統，由燃氣機燃燒、汽輪機發電，尾氣余熱充分利用將循環水加熱成蒸汽后驅動一臺溴化鋰吸收式制冷機，溴化鋰吸收式制冷機出口回水/汽的熱量可以在回汽冷卻器中被冷卻水帶走一部分以提供生活用熱水。通過空調箱設置制冷或加熱熱交換器，可以方便地實施空調制冷或采暖。隨著戰略分布式能源的發展需求，這種三聯供用能系統一定會有較大幅度的發展。由于實現了高效能量綜合利用，小型系統也將成為未來復合能量利用系統的發展熱點，但其發展的關鍵受限于小型燃氣輪機或熱氣機的設計制造技術，以及小型溴化鋰吸收式制冷系統制造技術有新的突破，從而使得單位功率集成能源系統的投資價格達到可以接受的程度。

近幾十年來，全球人口的快速增長和工業化的快速發展造成了嚴重的能源短缺、淡水短缺和環境污染。有必要對經濟和高效節能的復合能量系統進行耦合集成，尤其要充分考慮LNG的冷量利用和能源的綜合階梯利用。

液化天然氣作為低溫燃料，在氣化時需要吸收大量的熱量。LNG的這部分冷量可以被其它工藝過程有效地利用，可用于空分、發電、制造干冰、低溫冷庫、汽車空調、蓄冷裝置等領域。LNG冷量的利用是氣態天然氣應用中所沒有的。氣態天然氣是高品質能源，價格較高。為了降低能源供應成本，提高天然氣能源利用率，就必須考慮能源的綜合階梯利用。熱電冷聯產（CCHP）是唯一合理和現實的途徑。CCHP技術包括：先進的燃氣渦輪機、微型渦輪機，燃料電池，吸收式制冷機，熱泵，控制及系統集成技術，能源回收及電動驅動系統，熱能的儲存及傳輸技術等。CCHP系統可同時提供電力、制冷或供暖、衛生熱水或其他用途的熱能。目前，國內外對以上兩個方向的研究是獨立展開的，沒有對系統進行集成和配套研究，形成真正意義上的LNG熱電冷聯產系統，這勢必影響了液化天然氣的綜合能源利用率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種功能較全、能效比高、實施簡單可靠的冷量利用的熱電冷汽暖淡六聯產系統。

為實現上述目的，本發明的技術解決方案是：

本發明是一種冷量利用的熱電冷汽暖淡六聯產系統，包括海水淡化子系統、低溫發電子系統、制冷空調子系統、熱水蒸汽供暖子系統；

所述的海水淡化子系統包括第一換熱器、結晶器、海水/冰晶分離器、洗滌融化器；所述的第一換熱器的第一出口通過管道與結晶器進口連通，結晶器的出口通過管道與海水/冰晶分離器的進口連通，海水/冰晶分離器設有兩個出口，一個出口為濃海水出口，另一個出口為淡水出口，該淡水出口通過管道與洗滌融化器的進口連通，洗滌融化器的出口排出淡水，結晶器與液化天然氣管道連通，結晶器的冷量由液化天然氣提供；

所述的低溫發電子系統包括膨脹機、丙烷冷凝器、丙烷泵、第一換熱器；所述的膨脹機的出口通過管道與丙烷冷凝器的進口連通，丙烷冷凝器的出口通過管道與丙烷泵的進口連通，丙烷泵的出口通過管道與第一換熱器的進口連通，第一換熱器的第二出口與膨脹機的進口連通；丙烷冷凝器與液化天然氣管道連通，丙烷冷凝器的冷量由液化天然氣提供；

所述的制冷空調子系統包括制冷空調器、第二換熱器；所述的制冷空調器的出口通過管道與第二換熱器的進口連通，第二換熱器的第一出口通過管道與制冷空調器的進口連通；第二換熱器與液化天然氣管道連通，第二換熱器的冷量由液化天然氣提供；