[發明專利]一種采用燃氣?蒸汽聯合循環的多功能LNG浮式發電裝置

在審

• 申請號: 201710383692.6
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107905861A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 張宗強;周翔;滿堂泉;王彤;唐豐;周志清;龍建清;何浪;景士海
• 申請（專利權）人: 惠生（南通）重工有限公司
• 主分類號: F01K23/10
• 分類號: F01K23/10;F02C3/22;F02C7/224;F02C6/18;C02F9/04;F25B27/02;C02F103/08
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙)32231
• 代理人: 張淏

技術領域

本發明屬于LNG發電領域，具體涉及一種適合布置在江河湖海沿岸及深海為城市、工業區和海上大型結構物等進行供電的采用燃氣-蒸汽聯合循環的多功能LNG浮式發電裝置。

背景技術

當前，能源低碳高效成為推動世界經濟社會可持續發展的首選，天然氣作為一種重要的清潔能源，其優質高效和環保無污染的優點越來越受到用戶的青睞。隨著技術的進步，其開采、運輸、儲存等成本不斷下降，因此其應用范圍在不斷擴展。在煤、石油、天然氣三大化石能源中，天然氣含氫比例最低，熱能利用效率高，相同質量條件下熱值最高，碳排放量僅為煤炭的一半。

美國、日本、韓國及歐洲部分發達國家已將天然氣作為發電的主要能源之一。由于天然氣發電站比燃煤發電站建造更為容易、成本更低以及污染排放更少等因素，美國天然氣發電比重大幅增加，由1990年的11％左右提升到2010年的23.9％，形成了天然氣替代煤炭的態勢，煤炭發電比例由2000年的52％下降到2013年的39％。日本天然氣發電量占總發電量的比例由1980年的15％上升至2013年的43％。截至2014年，日本LNG發電裝機容量占總發電裝機容量的65％以上。隨著英國競爭性電力市場改革的開啟和燃氣-蒸汽聯合循環發電技術的日趨成熟，天然氣發電迅速發展，2014年天然氣發電裝機容量為3378.4萬kW，占全國總裝機容量的39.75％。

在我國目前燃煤發電占比達60％以上，大氣污染已經是國家面臨的嚴峻問題，伴隨國務院《大氣污染防治行動計劃》的發布，在煤電建設領域采用“上大壓小”的政策。以上海外高橋第三發電廠采用的目前最高技術的超超臨界發電機組為例，由于煤電不可避免的熱端損失原因，其機組凈效率最高達到46.5％。但是相比于目前GE、西門子等國際頂尖燃氣輪機制造商生產的F級燃氣輪機采用燃氣-蒸汽聯合循環發電方式60％以上的效率還相差甚遠。

我國天然氣發電還處于起步階段。21世紀初，伴隨天然氣管道等基礎設施大規模建設，天然氣發電產業取得一定進展。截至2015年底，我國燃氣發電裝機容量約為6637萬kW，占全國發電總裝機容量的4.45％，天然氣發電量為1658億kW·h，占全國總發電量的2.95％，遠低于世界平均水平。當前制約我國天然氣發電產業發展的因素除資源稟賦外，還有技術裝備落后的原因。目前上海電氣，東方電氣，哈電氣等國內在燃氣輪機領域基礎較強的企業紛紛與國際燃氣輪機巨頭合作，以技術引進的方式推出國產化的燃氣-蒸汽聯合循環發電機組，有力的推動了我國天然氣發電的步伐。陸域天然氣發電廠的建設受制于天然氣管道網的鋪設，而我國東部沿海主要用電經濟區有廣闊的海洋水域資源，并且LNG運輸船可以方便的在這些水域中穿梭，目前還并未有這樣的設備運用，因此利用其水域資源發展浮式發電裝置具有良好的前景。

發明內容

本發明的目的是在現有技術存在天然氣發電廠的建設受制于天然氣管道網的鋪設且目前暫無利用其水域資源發展浮式發電裝置的前提下，提供一種可用于江河湖海沿岸或深遠海，可為城市、工業區和在深遠海作業的大型平臺或海上工廠進行供電；在碼頭上進行LNG發電，省去管道網鋪設，造價低的采用燃氣-蒸汽聯合循環的多功能LNG浮式發電裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種采用燃氣-蒸汽聯合循環的多功能LNG浮式發電裝置，其包括船型浮體，船型浮體內設有變壓器室、凝水儲存艙和若干個LNG儲存艙；船型浮體的甲板上安裝有氣化加熱器、第一換熱器、第一中央管道、若干個燃氣輪機和若干個余熱鍋爐，燃氣輪機和余熱鍋爐一一對應地設置，氣化加熱器內設有進行相互熱交換的第一換熱流程和第二換熱流程，第一換熱器內設有進行相互熱交換的第三換熱流程和第四換熱流程；

每個LNG儲存艙內均設有深潛泵，深潛泵均通過管道匯集至第一換熱流程的輸入口，第一換熱流程的輸出口連通第一中央管道的進口，第一中央管道的出口分流至各個燃氣輪機的進氣口中，各燃氣輪機上均同軸連接有第一發電機，各第一發電機的電力輸出端均電纜連接至變壓器室；

各個燃氣輪機的廢氣排出口均一一對應地連通至余熱鍋爐中，每個余熱鍋爐中均穿設有低壓蒸汽回路；凝水儲存艙中設有凝水輸送泵，凝水輸送泵的泵出口通過管道分流至各低壓蒸汽回路的進水端，低壓蒸汽回路的出汽端均通過管道匯集至第四換熱流程的進口中，第四換熱流程的出口連通至凝水儲存艙中；第三換熱流程和第二換熱流程構成循環回路，循環回路中設有強制循環泵，且流通有熱媒。