[實用新型]利用LNG冷能發電的裝置

有效

• 申請號: 201620117744.6
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN205349438U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 何振勇;牛卓韜;蔚龍;張洪耀;鄭忠英;傅建青;王培;寇偉偉
• 申請（專利權）人: 新地能源工程技術有限公司
• 主分類號: F01K23/00
• 分類號: F01K23/00;F01K25/10
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

技術領域

本實用新型涉及一種將LNG的冷能回收利用進行發電的裝置，具體涉及一種利用三級冷量回收循環回收LNG冷能發電的裝置。

背景技術

LNG攜帶大量的低溫冷能，隨著我國大量進口LNG，其經濟價值已不能被忽視。冷能可采用直接或間接的方法加以利用。LNG直接利用方法包括有冷能發電、海水淡化、液化分離空氣(液氧、液氮)、輕烴分離、冷凍倉庫、液化碳酸、制干冰、空調等；間接利用有冷凍食品，低溫粉碎廢棄物處理，凍結保存，低溫醫療，食品保存等。現有的冷能發電工藝效率較低，本實用新型提出一種新的裝置，逐級利用LNG冷能以提高其利用效率。

CN102996378A公開了一種以烴類混合物為工質回收液化天然氣冷能發電的方法。該方法包括以下步驟：使混合工質與經過升壓的液化天然氣進入換熱器進行換熱；經過換熱的混合工質進行升壓，然后回到換熱器進行再次換熱，再次換熱之后的混合工質進入透平膨脹機膨脹做功并帶動發電機發電；經過透平膨脹機的混合工質回到換熱器進行下一個循環；將經過換熱的液化天然氣輸出，以向外輸送或供氣。該發明以LNG為低溫熱源，以周圍環境、工業余熱等作為高溫熱源，通過回收LNG的冷能等能量產生機械能并帶動發電機產生電力。該專利申請公開的技術方案采用的循環工質為混合烴類，通過調整混合工質的組成適應不同的液化天然氣組分、壓力等條件，實際操作可以發現混合烴各組分的配比較為困難，直接影響到開車周期；而且混合工質在使用過程中一些組分會損失，從而導致混合工質性質發生改變。

CN103075250A公開了一種梯級利用液化天然氣冷能發電的方法，該方法包括天然氣介質朗肯循環和冷媒介質朗肯循環兩個部分，是利用汽化的天然氣和另一種冷媒作為發電工質，通過控制天然氣介質和冷媒介質的壓力來實現與LNG的多重梯級換熱，一方面解決朗肯循環發電時冷媒回收LNG冷能的過程中有效能損失過大的問題，另一方面通過系統集成將朗肯循環中增壓后的液化冷媒攜帶的冷能再次利用，提高冷能的利用效率；同時，該發明以熱媒水為介質利用接收站附近的燃氣-蒸汽聯合電廠發電后排向大氣的煙氣余熱作為冷能發電的低溫熱源，不僅可以提高朗肯循環的發電效率，而且余熱利用不會對燃氣電廠的發電效率產生不利影響，并且可以減少煙氣余熱對環境造成的熱污染。該系統可以理解為五個冷能回收循環，雖然冷能回收效率較高，但是流程過于復雜，適用于對冷能利用效率要求較高的場合。

CN103362579A公開了一種回收液化天然氣冷能的兩級膨脹發電裝置及方法，LNG經過LNG泵提升壓力后進入多股流低溫換熱器的第一流道汽化并升溫；高壓工質氣體進入第一級透平膨脹機膨脹后輸出電力，工質氣體分成兩部分，第一部分進入板翅式多股流低溫換熱器的第二流道吸收LNG冷能冷凝為液體，再用泵加壓；第二部分經第二換熱器后進入第二級透平膨脹機膨脹，并進入板翅式多股流低溫換熱器的第三流道冷凝為液體，用泵加壓后進入第四流道，之后與第一部分工質匯合，匯合后與冷媒換熱，再與環境換熱及/或吸收工業余熱后回到第一級透平膨脹機入口，完成循環。第一級透平膨脹機和第二級透平膨脹機輸出的功均用來產生電力。本發明以乙烯或乙烷為工質，通過回收LNG冷能及余熱進行發電，可以廣泛應用于利用液化天然氣冷能發電中。該系統僅僅采用一種工質且只有一級循環，存在的問題是冷能回收換熱器溫差相對較大，有效能損失相對會大一些。

CN104373165A公開了一種利用液化天然氣冷能發電的系統，包括第一LNG泵、第二LNG泵、第三LNG泵、低壓天然氣冷凝器、中壓天然氣冷凝器、低壓冷媒冷凝器、第一液體冷媒泵、第二液體冷媒泵、第三液體冷媒泵、冷媒氣化器、高壓天然氣加熱器、高壓天然氣過熱器、冷媒膨脹機、天然氣膨脹機、次中壓冷媒冷凝器和中壓冷媒冷凝器，整個發電過程包括天然氣介質朗肯循環和混合冷媒介質朗肯循環兩個部分，減少了LNG冷能回收過程中有效能損失，提高了LNG冷能的發電效率。該專利申請公布的流程與CN103075250A公布的流程基本一致，雖然可以回收LNG從-160℃～0℃整個溫度區別的冷量，但流程過于復雜，動設備較多，適用于對冷能利用效率要求較高的場合。

實用新型內容

本實用新型提供了一種利用LNG冷能發電的裝置，用于回收LNG汽化向下游管網供應天然氣的過程中釋放出的大量冷能，利用三個獨立的循環將冷能回收用于發電，避免了冷能的損失。