[發明專利]LNG冷能制冷循環系統

在審

• 申請號: 201710130475.6
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN106839486A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 張新;李定波;李廣鑫;冷再勇;張世宜;鄭維圣
• 申請（專利權）人: 寧波市弘祥能源有限公司
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00;F25B9/10;F25B41/04;F25B27/00
• 代理公司: 寧波天一專利代理有限公司33207
• 代理人: 楊高

技術領域

本發明涉及LNG冷能制冷系統裝置，尤其是LNG冷能的循環利用裝置。

背景技術

LNG 是-162℃的低溫液體，蘊含著巨大的冷能資源，一噸LNG經換熱氣化在理論上可利用的冷量為240KWh。對于一座年接收能力為300萬噸LNG的接收終端，年可利用冷能達7.2億KWh，相當于6個40MW年利用小時數為3000小時的發電廠。從節能環保和經濟效益角度出發，LNG冷能的綜合利用將使天然氣在液化過程中所消耗的能量在氣化過程中得到回收，節約能源效果顯著，是典型的循環經濟模式。已建12座LNG接收站的二期投產量計，LNG進口量約6000萬噸/年，年可利用冷能144億KWh。隨著我國LNG產業的迅速發展，LNG衛星氣化站正如雨后春筍般建立起來，目前已建成達200多個。對于LNG衛星氣化站冷能利用的研究也越來越多。

中國專利201120307627.3，雖然工藝流程簡單，無需外加制冷動力源，但其選用的無相變冷媒比相變冷媒流量要大很多，能耗高。在中國專利201320261294.4中壓縮機進口端未設置氣液分離器，因壓縮機只能壓縮氣體不能壓縮液體，所以在實際運用中其壓縮機故障率高。在中國專利CN201110242169.4中采用的乙二醇水溶液（60%）凝固點為-50℃在與-162℃的LNG進行換熱時會出現凍結現象，從而不具有可操作性。LNG溫度一般為-162℃，在此溫度下大部份冷媒都會結晶或凝固，一級換熱器容易發生堵塞事故，必須采用多級換熱方式，造成熱效率低、成本高。LNG氣化站的供氣特點是隨使用量而變化，因而使LNG的冷能供給不穩定性和間斷性，使制冷系統的生產效率低，故障率高。

發明內容

本發明的目的在于提供LNG冷能制冷循環工作系統，使LNG冷能制冷過程中，能充分回收利用LNG氣化冷能，在LNG氣化站用氣量少，冷能不足時能切換到壓縮冷媒氣液循環系統，使冷媒制冷能持續運轉，提高制冷效率。目前LNG氣化方法中海水氣化器(ORV)或中間介質氣化器(IFV)，均利用海水為加熱源，冷能隨低溫海水排入海中，不僅造成能源的極大浪費，而且對海洋生態環境造成冷污染。本發明同時解決海水冷污染問題。

本發明采用的技術方案是：

LNG冷能制冷循環系統，包括液化天然氣低溫換熱器，天然氣換熱器和天然氣輸出管網，所述液化天然氣低溫換熱器的冷媒換熱管的輸入輸出端連接低溫冷媒氣液分離器構成低溫冷媒氣液循環系統；所述低溫冷媒氣液分離器的液體輸出端和氣體輸入端連接制冷機或冷庫構成低溫冷媒相變制冷循環系統；所述的低溫冷媒氣液分離器的氣體輸出端依次連接冷媒電制冷壓縮機組、蒸發式冷凝器和常溫冷媒儲液器，所述常溫冷媒儲液器的液體冷媒輸出端與所述的低溫冷媒氣液分離器的液體輸入端相連接構成壓縮冷媒氣液循環系統；所述冷媒為R410A混合冷媒。

所述低溫冷媒氣液循環系統，還包括連接所述低溫冷媒氣液分離器輸出端的氣體截止閥、壓力安全閥，連接所述低溫冷媒氣液分離器輸入端的液體截止閥和壓力表。

所述低溫冷媒相變制冷循環系統，還包括連接所述低溫冷媒氣液分離器液體輸出端的離心泵和液體止回閥，連接低溫冷媒氣液分離器的氣體輸入端的截止閥。

所述壓縮冷媒氣液循環系統，還包括連接低溫冷媒氣液分離器氣體輸出端的氣體截止閥，連接冷媒電制冷壓縮機組的輸入和輸出端的氣體截止閥，連接蒸發式冷凝器液體輸出端的截止閥，連接常溫冷媒儲液器輸出端的節流閥、壓力表和安全閥。

所述天然器換熱器包括天然氣換熱管和常溫水輸入與低溫水輸出管。

所述冷媒R410A為50%二氯甲烷和50%五氟乙烷混合的制冷劑，凝固溫度為-155℃。

本發明的LNG冷能制冷循環系統相對于現有技術具有以下優點 ：

本發明LNG冷能制冷循環系統采用凝固點與LNG溫度相接近的相變冷媒（R410A）與 LNG換熱的冷能制冷循環系統，相變冷媒在LNG換熱器中由氣態變為液態，在制冰機中由液態變為氣態，充分利用冷媒（R410A）多次相變循環的顯熱及相變潛熱，提高能源利用效率，冷媒使用量大幅減少，節省投資，比單獨電壓縮冷媒制冷節約能耗80%；

本發明冷能制冷循環系統中LNG冷能制冷與冷媒氣體壓縮制冷的末端共用低溫冷媒氣液分離器和制冰機或冷庫，并可雙向切換，使冷媒制冷連續循環運轉，提高設備效率。

附圖說明

圖1是本發明所述的LNG冷能制冷循環系統的結構原理圖。